249

ИННОВАЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ОБУЧЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ

АЛГОРИТМ РАЗРАБОТКИ СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА С ПОМОЩЬЮ МОДУЛЯ CAD ИНТЕГРИРОВАННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ ADEM

(Брянский

Селезнев Владимир Аркадьевич государственный

университет)

Татаринцева Тамара Ильинична

Чайкин Александр Семенович

Каждому человеку, избравшему себе техническое направление будущей специальности, необходимо знать, что в какой бы области и в какой должности ему не пришлось трудиться, он должен обязательно уметь читать чертеж.

В настоящее время начинается эпоха так называемого безбумажного производства, когда станок обрабатывает деталь без традиционного чертежа. Создание таких технологий начинается в сознании человека в виде примерного представления конструкций или сложных схем. Далее начинается подробная проработка возникших идей и, главное, уточнение себе и объяснение другим, как это выглядит для реализации, а обеспечивается это с помощью правильно разработанного чертежа. Конечно, не каждый будет работать конструктором, но приобретенное умение точно ставить задачу будет нужна каждому – и высококвалифицированному станочнику, и руководителю. И каждый должен пройти путь к мастерству, начиная с малого, и выполнять свою работу как можно лучше. Для повышения интереса к изучаемому предмету и более прочному усвоению учебного материала широко используются возможности компьютера. В частности, предлагаются элементы виртуального конструирования – создание из изображений простейших объемных элементов более сложных пространственных геометрических объектов. Для реализации возможностей компьютерно-

161

elib.pstu.ru

го проектирования предлагается использовать одну из наиболее простых и доступных – интегрированную систему ADEM CAD/CAM.

Выполненная разработка описывает порядок построения сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора с помощью модуля САD компьютерной системы ADEM версии 8 и выше [1, 2, 3].

Для разработки сборочного чертежа редуктора выполняется расчет основных геометрических параметров по соответствующим методикам. Для выполнения построения необходимо иметь следующие исходные данные, полученные

врезультате расчетов:

–межосевое расстояние А, мм;

–делительные диаметры зубчатого колеса и шестерни dк/dш, мм;

–ширина зубчатого венца bк, мм;

–стандартный модуль зубьев m, мм;

–угол наклона линии зубьев, град;

–толщина стенки корпуса редуктора h, мм;

–размеры шпонок, мм;

–параметры крепежных болтов;

–размеры валов;

–сведения о применяемых подшипниках.

При наличии всех исходных данных открывается ранее установленная система ADEM, производится настройка параметров чертежа. Проектирование выполняется на формате А2 (вертикальный) в масштабе 1:2. Алгоритм разработки сборочного чертежа приведен на рис. 1. Построение сборочного чертежа начинается с вида сверху. На этом виде редуктор изображается в разрезе, что наиболее полно раскрывает внутреннее строение механизма. Построение выполняется по шагам (итоговая часть графической разработки приведена на рис. 2):

Шаг 1. Построение начинается с нанесения осевых линий и вспомогательных для получения зубчатого зацепления на виде сверху.

Шаг 2. Вид сверху. По выполненным ранее вспомогательным построениям, с помощью команды Ломаная линия, воспроизводится четверть контура зубчатого колеса.

Шаг 3. Вид сверху. На следующем этапе производится редактирование изображения четверти зубчатого колеса, выполняются фаски и скругления на необходимых элементах.

Шаг 4. Вид сверху. Получение профиля зубчатого колеса на основании изображения его четверти с помощью команды Зеркальное отражение. Выполняется штриховка поверхностей, попадающих в разрез.

Шаг 5. Вид сверху. К полученному изображению зубчатого колеса достраивается половина шестерни.

Шаг 6. Вид сверху. Полный профиль шестерни получается с помощью команды Зеркальное отражение по построенному изображению ее половины. На

162

elib.pstu.ru

изображении шестерни выполняется местный разрез в зоне зубчатого венца, сопрягаемого с зубчатым колесом, и наносятся три вертикальные линии под углом 75° к горизонтали, обозначающие, что зубчатое зацепление – косозубое.

Шаг 7. Вид сверху. Изображение внутреннего контура стенки корпуса редуктора. Расстояние от внутренней стенки корпуса редуктора до торца шестерни равно примерно толщине стенки h, значение которой имеется в исходных данных. Для размещения на корпусе крышки подшипникового узла расстояние от торца шестерни до внутренней стенки корпуса увеличивается до 45…50 мм. Контур стенки редуктора выполняется с помощью команды Прямоугольник по установленным координатам. В углах контура производится скругление углов, радиус скругления устанавливается конструктивно.

Шаг 8. Вид сверху. Подбор и размещение подшипников, построение маслоудерживающих колец. Подшипники размещаются на расстоянии толщины маслоудерживающих колец от контура внутренней стенки корпуса. Рекомендуемая их толщина 8–12 мм. Выбор подшипников производится из базы данных программы с учетом диаметра посадочного отверстия и серии в следую-

щем порядке: adm – Library – Плоские элементы – ГОСТ – Подшипники – Типо-

размер подшипника. Выбранный подшипник копируется и переносится на поле чертежа. После размещения подшипников производится построение профилей маслоудерживающих колец, толщина их задана заранее, а максимальный размер не должен превышать наружный диаметр подшипника. Своим буртиком кольцо должно упираться во внутреннюю обойму подшипника.

Шаг 9. Вид сверху. Построение крышек подшипниковых узлов. Крышки бывают двух типов: сквозные и глухие. В сквозных крышках предусматривается уплотнение между вращающимся валом и отверстием в крышке. Крышка своими выступами должна упираться в наружное кольцо подшипника.

Шаг 10. Вид сверху. Построение контура разъема корпуса редуктора производится относительно контура внутренней стенки корпуса, отступив от него наружу на суммарную величину толщины стенки редуктора и минимальной ширины фланца, которая зависит от размера крепежных болтов (для болтов М10 она равна 28 мм).

Шаг 11. Вид сверху. Построение контуров валов выполняется на основе расчетных значений их геометрических параметров, а также с учетом изображенных сопрягаемых с ними деталей. На соответствующих ступенях валов выполняются контуры шпоночных пазов, по месту выполняется построение распорных колец, фиксирующих зубчатое колесо на валу.

Шаг 12. Главный вид. Построение крышек подшипников и подбор болтов для их крепления. Перенести осевые линии на место расположения главного вида. Провести горизонтальную осевую линию в месте расположения разъема корпуса редуктора. На пересечении осевых линий выполнить построение выступающего контура вала и контуры крышек подшипниковых узлов. Выбрать

163

elib.pstu.ru

из базы данных (adm – Library – Плоские элементы – ГОСТ – Болты – Типо-

размер болта) болты нужных размеров и перенести на изображения крышек. Шаг 13. Главный вид. Построение профиля крышки корпуса редуктора

выполняется относительно наружных диаметров зубчатого колеса и шестерни с учетом толщины стенки корпуса и зазора между торцами зубчатых передач и внутренней стенкой корпуса. Построить изображение крышки смотрового отверстия и переместить в верхнюю часть крышки редуктора, дорисовать фланец по всей длине крышки редуктора и кронштейны с отверстиями для перемещения.

Шаг 14. Главный вид. Построение профиля корпуса редуктора выполняется относительно наружных диаметров зубчатого колеса и шестерни с учетом толщины стенки корпуса и зазора между торцами зубчатых передач и внутренней стенкой корпуса. Выполнить построение фланцев разъема и опорного, создать бобышки под крышки подшипниковых узлов и ребра жесткости.

Шаг 15. Главный вид. Подбор и изображение крепежных болтов и сливной пробки. Подбор крепежных элементов производится из базы данных в порядке: adm – Library – Плоские элементы – ГОСТ – Болты – Типоразмер болта… – Гайки – Типоразмер гайки … – Шайбы – Типоразмер шайбы. Выбранные элементы копируются и переносятся на поле чертежа.

Шаг 16. Главный вид. Изображение маслоуказательного жезла. Исходя из конструктивных размеров корпуса редуктора выполняется изображение маслоуказательного жезла и переносится в нужное место на корпусе редуктора.

Шаг 17. Все виды. Простановка основных размеров: габаритных, присоединительных, межосевое расстояние, размеры и размещение фундаментных болтов.

Шаг 18. Разработка спецификации. Для разработки спецификации открывается дерево построений в окне проекта и поочередно заполняются разделы

Документация, Детали, Стандартные изделия.

Шаг 19. Простановка номеров позиций на сборочном чертеже. Для простановки позиций на сборочном чертеже в дереве проекта из разработанной ранее спецификации выделяется нужная позиция, при помощи правой кнопки мыши вызывается контекстное меню и выбирается в нем команда Установить позицию. Переводится курсор на деталь и левой кнопкой фиксируется положение выносной линии на ней, переводится курсор в место расположения полки с номером позиции и левой кнопкой фиксируется ее положение.

Занятия проводятся в компьютерном классе или предметном кабинете, оснащенном компьютерной техникой. Для организации эффективного обучения в кабинете необходимо иметь три-четыре автоматизированных рабочих места, оснащенных ПК и принтером; для демонстрации выполнения разработок рекомендуется иметь компьютерный проектор.

Учебные занятия предлагается проводить в следующем порядке:

– самостоятельное изучение разделов учебного пособия;

164

elib.pstu.ru

– получение индивидуального задания и изучение алгоритма его выполне-

ния;

–собеседование с преподавателем о порядке выполнения задания на ПК;

–наблюдение обучаемого за порядком выполнения задания другим исполнителем и корректировка своего задания;

–выполнение построений под руководством руководителя (другого обучаемого, выполнившего задания);

–оказание помощи в выполнении задания следующему исполнителю;

–собеседование с преподавателем о результатах выполнения задания.

Для оформления конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД необходима форма 1 по ГОСТ2.104–68, которая в ADEM 7.0 SLt отсутствует; ее можно разработать самостоятельно и занести под соответствующим именем в память системы. Полученные базовые практические навыки пользования системой позволят обучаемым с помощью нее решать более сложные конструкторские задачи, разрабатывать сборочные чертежи и объемные модели различных изделий, выполнять графическую часть практических, курсовых и дипломных работ в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД.

Развитие вариативов электронных образовательных ресурсов будет происходить в направлении повышения уровня интерактивности, качества мультимедийного представления объектов и процессов, расширения моделинговой поддержки, иными словами – в направлении повышения адекватности представления фрагментов реального или воображаемого мира. Решение учебных задач в такой среде серьезно приближено к условиям реальной жизни. Исследование фрагмента виртуальной реальности трудно будет отнести к какой-либо одной предметной области. Таким образом, задуматься об изменении одного из основополагающих принципов обучения – разделение знаний по предметным областям – стоит уже сегодня.

Список литературы

1.Селезнев В.А. Конструирование и моделирование технических устройств: учеб. пособие для студентов специальностям 050501.65 «Профессиональное обучение», 050502.65 «Технология и предпринимательство». – Брянск:

Ладомир, 2010. – 110 с.

2.Селезнев В.А., Чайкин А.С. Инженерная компьютерная графика в системе профессионального технологического образования: монография. – Брянск:

Курсив, 2009. – 156 с.

3.Жеглова С.Н., Паскарь Ю.Ю., Селезнев В.А. Электронный информационный образовательный ресурс: <Алгоритм разработки сборочного чертежа цилиндрического одноступенчатого редуктора с помощью модуля CAD интегрированной компьютерной системы ADEM>. Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО РАО ГАН №18467 от 24.07.2012 г.

165

elib.pstu.ru

Рисунки к докладу

Рис. 1. Блок-схема алгоритма проектирования сборочного чертежа редуктора

166

elib.pstu.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДУЛЯ PMI В UGS NX

С появлением трехмерных систем твердотельного моделирования конструктор получил возможность создавать реалистичные модели с точными геометрическими параметрами объектов. Однако такой способ передачи информации не позволяет передавать технические условия изготовления и обработки этой детали.

Модуль PMI позволяет перенести технические условия непосредственно на 3D-модель.

PMI (Product and Manufacturing Information) – это набор инструментов ан-

нотаций, которые используются для документации изделия в 3D-среде. Это позволяет задавать более полную информацию, чем это возможно на двумерном чертеже. Например, каждый объект PMI может иметь связанную геометрию, таким образом, передавая информацию в другие приложения.

В русифицированной версии NX модуль PMI называется «Технические условия».

Объекты PMI модуля «Технические условия» NX включают в себя:

–3D-размеры;

–базы;

–исходные базы;

–3D-надписи;

–замечания;

–символы;

–геометрические допуски;

–маркировка безопасности;

–задаваемые пользователем технические условия NX;

–виды сечений.

Также можно задать исходные виды и сечения, дополнительные виды, на которых можно показать лишь часть детали с нанесенными размерами.

Другими словами, при помощи модуля PMI можно совместить представление детали в виде чертежа c видом объемной модели, а также возможностью представления ее габаритов и условий обработки.

После изучения структуры и возможности модуля Технические условия было получено конкретное задание – перенести технические условия изготовления и обработки детали Кронштейн шкалы ВНА с 2D-чертежа на 3D-модель.

168

elib.pstu.ru

Входе выполнения данного задания возник ряд сложностей с оформлением, вызванных тем, что модуль PMI был разработан компанией Siemens PLM Software и преимущественно ориентирован на западного потребителя, т.е. ориентирован на западные стандарты документации. В связи с этим не все удалось оформить в соответствии с ЕСКД. Для этого требуется более глубокое изучение модуля, возможно, написание плагина/надстройки для данного модуля.

Вцелом модуль Технические условия достаточно перспективен и заслуживает внимания. Изучение и внедрение данного модуля позволит облегчить процесс проектирования и изготовления продукции, что, в свою очередь, может уменьшить стоимость жизненного цикла продукции.

Рисунки к докладу

Рис. 1. Чертеж детали

169

elib.pstu.ru