МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

А.С.Антоненко

Лабораторный практикум по курсу сапр “ современные принципы конструирования впто”

Москва 2011

Оглавление

Лабораторная работа 1 3

Создание параметрических конструкций 3

Лабораторная работа 2 19

Создание библиотек фрагментов и моделей 19

Лабораторная работа 3 31

Создание библиотек шаблонов 31

Лабораторная работа 1 Создание параметрических конструкций

Цель работы: на примере создания фрикционного редуктора (рис. 1.1) ознакомиться с созданием параметрических конструкций используя константы, переменные и формулы при построении различных моделей.

Рис. 1.1. Общий вид фрикционного редуктора

Теоретические сведения

Программа КОМПАС-3D позволяет создавать полностью параметризированные модели и конструкции, в которых габаритные характеристики моделей задаются с помощью констант и формул. В качестве примера, рассмотрим построение фрикционного редуктора, у которого габаритные размеры задаются от нескольких вводимых пользователем значений. За базовые величины примем – длину (L), ширину (S) и толщину (H) корпуса создаваемого редуктора, изменяя значения которых, должны автоматически изменяться габариты деталей и сборочной модели редуктора.

Параметризация

Создайте крышку редуктора (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Нижняя крышка редуктора

Создайте для корпуса новую деталь. На плоскости XY создайте эскиз.

Используя команду “Прямоугольник по центру и вершине” нарисуйте произвольный прямоугольник с центром в центре координат. Теперь, на компактной панели перейдите в режим “Размеры” и, выбрав команду “Авторазмер” запозиционируйте нарисованный прямоугольник относительно начала координат по оси Х на 80мм и оси Y – 40 мм (рис. 1.3) в результате чего размерам 80 и 40 будут присвоены значения параметров соответственно v9 и v10¹, а сами размеры будут помещены в прямоугольник, показывающий их параметризацию.

Рис. 1.3. Значение размеров (80 и 40) и присвоенные им значения их параметров (v9 и v10)

Для того чтобы в дальнейшем Вы могли в любое время внести необходимые изменения в созданный ранее эскиз, необходимо его полностью параметризировать. Чтобы центр координат при любых изменениях длин сторон созданного прямоугольника находился в центре, зададим, используя формулы длины сторон прямоугольника. При установке размера длинной стороны прямоугольника в строке появившегося окна “Установить значение размера” - “Выражение” (рис. 1.4) задайте размер с помощью формулы v9*2 (наименование параметра “v9” может в различных деталях различаться рис. 1.5) в результате чего размер длинной стороны будет всегда в два раза больше чем расстояние от центра до ее края.

Рис. 1.4 Рис. 1.5

Всплывающее окно размеров Полностью параметризированный эскиз

Теперь с помощью команды “Операция выдавливания”, преобразуйте созданный эскиз в 3D объект, установив толщину эскиза – “Расстояние 1” равное 4 мм.

Для создания боковых стенок, выделив верх созданной только что пластины, войдите в режим эскиза и с помощью команды инструментальной панели “Геометрия” - “Спроецировать объект” получите проекцию верхней части пластины. После чего с помощью операции выдавливания создайте боковые стенки корпуса, выставив “Расстояние 1” 50 мм, а в закладке “Тонкая стенка” установив “Тип построения тонкой стенки” “Внутрь” и “Толщина стенки 2” 4мм.

Прежде чем дальше достраивать корпус, параметризуйте созданную модель.

Рис. 1.6.Окно переменных

С помощью команды “Переменные” вызовите “Окно переменных” (рис. 1.6) предназначенное для работы с уравнениями, переменными и выражениями.

Раскройте его, чтобы все вкладки были видны.

Данное окно содержит все задаваемые параметры и значения всех размеров используемых в создаваемой модели.

Если в окне переменных раскрыть “Эскиз:1” и “Операцию выдавливания:1” (рис. 1.7), то напротив переменных можно увидеть все соответствующие им в модели размеры (рис. 1.4, 1.5). Так, например переменной v11 соответствует ранее присвоенное выражение v9*2 равное 160 (длина длинной стороны прямоугольника), а переменной v29 – заданная при первом выдавливании толщина площадки – 4.

Рис. 1.7. Задание размеров в окне переменных

Чтобы построить модель корпуса на задаваемых нами значениях величин L, S и H, внесем их в главный раздел списка окна переменных. Для этого щелкните левой кнопкой мыши под “Деталью” в столбце “Имя” (рис. 1.8) внеся значение L (в программе КОМПАС различаются заглавные и прописные буквы, а так же значения могут быть заданы только латинским алфавитом). Сразу данной переменной будут присвоены стандартные выражение и значение. Присвойте внесенной переменной L выражение равное длине корпуса – 160 в столбце “Комментарий” напишите название переменной “Длина”. Тоже самое проделайте с переменными S (80) и H (4) рис. 1.9.

Рис. 1.8. Описание глобальных переменных

Рис. 1.9. Задание глобальных переменных

С учетом созданных глобальных переменных, внесите некоторые изменения в выражения задающие построение эскиза и выдавливания. Для этого переменным v11 и v12 присвойте соответственно выражения созданных глобальных переменных L и S, а переменным v9 и v10 их половинчатым значениям (L/2) и (S/2²).

Теперь внесите изменения в параметры переменных, отвечающие за толщины стенок корпуса. Для этого в “Операции выдавливания:1” измените переменную “v29 Расстояние 1” на заданную нами глобальную переменную, отвечающую за толщину – H. Тоже самое проделайте с параметром, отвечающим за выдавливания стенок v47. Расстояние, на которое были выдавлены стенки, задайте равным L/3 (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Описание всех переменных

Для проверки правильности внесения всех переменных измените, значения глобальных переменных L, S и H, после чего нажмите кнопку “Перестроить”. В результате этого, созданная модель должна соответствующим образом измениться, принимая габариты новых значений.

Теперь придайте корпусу скругления.

Выделив грани 1 (рис. 1.11) установите значение “Радиус” равный 20 (к сожалению, программа КОМПАС не поддерживает задание формул в панели свойств, в результате чего, мы будем редактировать внесенное значение в окне параметров). Противоположным граням 2 придайте соответственно радиус 24 (20+ толщина стенок 4 – H). Выделите грани 1 (рис. 1.12) и задайте радиус 15, противоположным ребрам 2 задайте радиус 19 (15+H).

Рис. 1.11 Рис. 1.12

Выделяемые грани Выделяемые грани

Снова зайдите в окно переменных, выбрав соответствующие скругления и задав первому скруглению (которое 20) L/8, противоположному ребру L/8+H. Скруглениям радиусами 16 и 20 соответственно выражения S/5 и S/5+H (рис. 1.13).

Рис. 1.13. Параметризация скруглений

Создав на поверхности 1 (рис. 1.14) эскиз, постройте фланец (рис. 1.15), спроецируйте ребра 1 и достройте оставшуюся часть эскиза, как показано на рис. 1.15 установив размер длины фланца от центра L/2+30 (значение второго размера зададим как v100 – параметр первого размера).

Рис. 1.14. Выбираемая поверхность эскиза фланца	Рис. 1.15. Создание эскиза фланца

Выдавите построенный эскиз фланца в “обратном направлении” на толщину стенки H (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Корпус

Создайте сборку и внесите в нее корпус.

В связи с тем, что верхняя и нижняя крышки очень похожи друг на друга, для верхней крышки используем в качестве заготовки нижнюю. Используя команду (Деталь-заготовка) выберите построенный корпус, на панели свойств задайте способ вставки как (Вставка внешней ссылкой) и поставьте галочку “Зеркальная деталь”. В результате, при изменении родительского корпуса, будет изменяться и дочерний. Использую сопряжения, установите зеркальный корпус на место (рис. 1.17) предварительно отключив фиксацию у родительского корпуса.

Рис. 1.17. Корпус привода.

Для того чтобы в сборку не вводить заново глобальные переменные и они были бы синхронизированные с глобальными переменными, которые задавались при построении сборки, выделите в окне переменных под общей сборкой в пустой строке ячейку, задайте название переменной (например L) рис. 1.18 и с помощью команды “Вставить ссылку” откройте корпус.

Рис. 1.18. Окно переменных в сборке

В появившемся диалоговом окне “Переменные” (рис. 1.19) выберите глобальную переменную L и нажмите ОК.

Рис. 1.19. Диалоговое окно “Переменные”

Тоже самое проделайте с переменными S и H. В результате у Вас в поле сборки окна переменных должны появиться ссылки на корпус, в котором содержатся указанные переменные (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Внесенные в сборку глобальные переменные L, S и H.

Теперь при внесении изменении в глобальные переменные, находящиеся в корпусе, автоматически будут изменяться размеры, использующие ссылки на данные глобальные переменные в сборке.

Перед созданием фрикционных колес, создайте под них отверстия, диаметр валов колес задайте, как L/15. Для этого в режиме сборки на одной из боковых сторон крышки создайте новый эскиз (рис. 1.20).

Рис. 1.20. Создание эскиза для отверстий под валы	Рис. 1.21. Эскизы отверстий под валы

Рис. 1.22. Задание другого имени переменным

На созданном эскизе, нарисуйте в центре две окружности, на расстояниях L/3+30 мм от краев фланца (рис. 1.21) задав им диаметр L/15. В связи с тем, что диаметры отверстий под колеса в корпусе равны диаметрам валов, переименуйте параметры с v24, v25 на d1 и d2 (рис. 1.22). С помощью команды режима (Редактирование сборки) – (Вырезать выдавливанием) создайте два сквозных отверстия, установив в параметрах значение – (Через все) рис. 1.23.

Рис. 1.23. Корпус с отверстиями

Для проверки правильности работы формул и глобальных переменных, измените, габариты корпуса и перестройте сборку. Если параметры заданы, верно, то вся сборка должна перестроиться соответствующим образом. Иногда бывает, что какой-либо из компонентов в сборке отрисовывается неверно, в таком случае попробуйте исключить компонент из расчета, а после его включить заново.

Для создания ведущего фрикционного колеса создайте новую деталь и таким же образом, как это делалось со сборкой, внесите в нее из файла корпуса глобальные переменные L, S и H.

Для синхронизации диаметра вала с проделанными в сборке отверстиями под валы, внесите со сборочной модели, переменную d1 (рис. 1.24).

Рис. 1.24. Внесение переменной d1

Создайте эскиз колеса и присвойте его размерам соответствующие переменные (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Эскиз ведущего колеса.

Переменная v19 соответствует значению d1/2, d20 значению S/2, d21 – S, а d22 – H.

Диаметр колеса задайте через параметр связывающий диаметры ведущего и ведомого колес через соотношение коэффициента K (отношение диаметра ведущего колеса/диаметру ведомого колеса). Для того, чтобы все изменяемые коэффициенты находились в одном месте, внесите данный коэффициент в модель крышки, установив соотношение 0,25 и назвав его передаточным отношением. Внесите данный коэффициент в модель колеса. Так как, межосевое расстояние равно L/3, то исходя из этого, диаметр ведущего колеса равен L/3*K.

Переименуйте переменную, отвечающую за диаметр ведущего колеса в D1.

Рис. 1.26. Ведущее колесо

На конце вала для более удобного наблюдения его при вращении, создайте флажок размером 2d1xd1xd1 (рис. 1.26).

Внесите в сборку созданную модель колеса и установите необходимые сопряжения (рис. 1.27).

Для того, чтобы лучше было наблюдать за внутренностями редуктора, задайте прозрачность зеркальной крышки.

Рис. 1.27. Редуктор

Рис. 1.28. Ведомое колесо

По образу создания ведущего колеса, создайте модель ведомого колеса (рис. 1.28). Установив его диаметр равный L/3 – D1. В связи с тем, что диаметры валов d1 и d2 в нашем случае одинаковы, то при построении колеса можно использовать любой из них.

Внесите ведомое колесо в редуктор и установите сопряжения. Для того, чтобы при вращении одного колеса, вращалось второе, установите сопряжение “Вращение-вращение” указав в качестве сопрягающих поверхностей внешние диаметры колес 1 и 2 рис. 1.29 (в этом случае будет автоматически высчитано передаточное отношение колес) и, проконтролируйте, чтобы направление колес было установлено в разные стороны.

Попробуйте с помощью команды “Повернуть компонент” повращать колеса редуктора (рис. 1.30).

Рис. 1.29. Сопрягаемые поверхности 1 и 2

Рис. 1.30. Редуктор в сборе

Измените габаритные значения и передаточное отношение колес.