Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

В. Л. Юша, а. Н. Фот теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров. Моделирование в среде компас-3d

Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию

Омск

Издательство ОмГТУ

2009

УДК 621.512/.513:004.4 (075)

ББК 31.76 в6 я73

Ю 95

Рецензенты:

В. В. Сыркин, д-р техн. наук, проф. СибАДИ;

О. В. Белова, канд. техн. наук, доц. МГТУ им. Н.Э. Баумана

Юша, В. Л.

Ю 95 Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров. Моделирование в среде Компас-3D: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / В. Л. Юша, А. Н. Фот. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. – 64 с.

Данное учебное пособие по курсовому (по дисциплине «Теория, расчет и конструирование поршневых компрессоров») и дипломному проектированию предназначено для обучения студентов специальности 150801 «Вакуумная и компрессорная техника физических установок» дистанционной, заочной и дневной форм обучения.

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

УДК 621.512/.513:004.4 (075)

ББК 31.76 в6 я73

© Омский государственный

т

ехнический университет, 2009

Содержание

1. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 7

1.1. Основные правила работы в среде КОМПАС-3D 8

1.2. Создание трехмерных моделей в КОМПАС-3D 13

2.1. Поршень 18

2.2. Шатун 26

2.2.1. Построение трехмерной модели шатуна компрессора 26

2.2.2. Построение нижней съемной крышки шатуна 31

2.3. Коленчатый вал 34

2.3.1. Построение трехмерной модели 34

коленчатого вала компрессора 34

2.3.2. Построение противовеса 36

3.1. Построение ассоциативных видов 38

3.1.1. Чертеж сборочной единицы поршня 38

3.1.2. Создание рабочего чертежа детали поршень 46

3.2. Оформление чертежа 48

3.2.1. Простановка размеров 48

3.2.2. Простановка технологических обозначений 49

4. РЕДАКТИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ В КОМПАС-3D 52

4.1. Редактирование операций 53

4.2. Редактирование эскизов 57

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 63

Приложение 64

Введение

Курсовое и дипломное проектирование, в котором поршневые компрессоры представляют собой либо основной объект разработки, либо основную составную часть такого объекта, являются важнейшими компонентами учебного процесса при подготовке инженеров в рамках специальности 150801 «Вакуумная и компрессорная техника физических установок». Курсовой проект является заключительным этапом обучения студентов по дисциплине «Теория, расчёт и конструирование поршневых компрессоров», дипломный проект – заключительным этапом инженерной подготовки по специальности в целом.

Основной материал, отражающий методику расчёта и проектирования поршневого компрессора, изложен в известных учебных пособиях, изданных специалистами ведущих вузов России и широко применяемых в учебном процессе при подготовке инженеров–компрессорщиков [1, 2, 3, 4]. Изданное в ОмГТУ в 2006 году учебное пособие по курсовому проектированию [5] во многом отражает изложенные в этих изданиях методики и при этом учитывает специфику подготовки инженеров на кафедре «Компрессорные и холодильные машины и установки» ОмГТУ, на которой в рамках специальности 150801 «Вакуумная и компрессорная техника физических установок» студенты обучаются по двум специализациям:

– «Компрессоры для добычи, переработки и хранения природного газа и нефти»;

– «Компрессорные и холодильные машины и установки, системы вентиляции и кондиционирования».

Имеющиеся учебные пособия успешно внедрены в учебный процесс, с их помощью студенты осваивают основы проектирования поршневых компрессоров, используют их при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Однако в современной практике инженерно-конструкторской деятельности важнейшей составляющей стали компьютерные технологии, которые ни в коей мере не заменяют методологических основ, но существенно их дополняют, увеличивают производительность работы конструктора, ускоряют конструкторско-технологическую подготовку изделия, упрощают разработку и корректировку конструкторской документации и т. д.

Во многих российских технических университетах современные технологии проектирования рассматриваются как основа подготовки инженеров-механиков, внедряется многоуровневая система обучения современным прикладным пакетам – от CAD-систем низкого уровня (например, AutoCAD), до CAD-систем среднего уровня (например, Solid Works) и высокого уровня (например, Unigraphics) – в основе которых лежит твёрдотельное моделирование. Без навыков пользования подобными программными продуктами современному выпускнику технического университета трудно найти работу в успешных, развивающихся проектных организациях и на промышленных предприятиях.

Вместе с тем, подготовка студентов младших курсов университета во многих случаях всё ещё сводится лишь к ознакомлению с некоторыми из тех программных продуктов, которые требуются как для их дальнейшего обучения, так и для их будущей профессиональной деятельности. Это обусловлено не только ограниченным объёмом учебной нагрузки, запланированной в образовательных стандартах для этого вида учебной деятельности студентов, но и невозможностью обучить студентов проектированию специальных объектов техники, в том числе компрессоров, на невыпускающих, неспециализированных кафедрах.

В результате при обучении на специальных кафедрах студенты должны самостоятельно осваивать новые компьютерные технологии. Применительно к проектированию поршневых компрессоров в настоящее время отсутствуют методические материалы, которые могли бы помочь студентам в освоении твёрдотельного моделирования. В предыдущем учебном пособии по курсовому проектированию по дисциплине «Теория, расчёт и конструирование поршневых компрессоров», подготовленном на кафедре «Компрессорные и холодильные машины и установки» ОмГТУ [5], содержится краткая информация по применению твёрдотельного моделирования при выполнении курсового проекта. Однако этой информации недостаточно для того, чтобы самостоятельно овладеть основами проектирования с использованием современных программных продуктов.

По мнению авторов, данное учебное пособие во многом восполняет этот недостаток, является неотъемлемой, значимой составляющей учебно-методического комплекса по дисциплине «Теория, расчёт и конструирования поршневых компрессоров», может являться основой для разработки подобных пособий применительно к другим дисциплинам, связанным с проектированием энергетических и технологических машин и установок.

В пособии рассмотрена система КОМПАС-3D, которая широко используется в практическом проектировании компрессорной техники, является достаточно мощным инструментом твёрдотельного моделирования и подготовки конструкторских документов в соответствии с требованиями ЕСКД, представляет собой эффективное средство для развития образного мышления студентов. Учебно-методический материал изложен таким образом, чтобы студент, обладающий общими навыками работы на компьютере, смог самостоятельно освоить навыки проектирования в системе трёхмерного твёрдотельного моделирования КОМПАС-3D. В представленной методике последовательно и достаточно подробно описаны операции, необходимые для создания трёхмерных ассоциативных моделей отдельных деталей и сборочных единиц, а также для разработки конструкторской документации на эти детали и сборочные единицы с использованием созданных твёрдотельных моделей. Представлены примеры разработки твёрдотельных моделей и чертежей отдельных деталей и сборочных единиц поршневого компрессора.

Изложенная методика апробирована в учебном процессе кафедры «Компрессорные и холодильные машины и установки» при курсовом проектировании по дисциплине «Теория, расчёт и конструирование поршневых компрессоров» в рамках специальности 150801 «Вакуумная и компрессорная техника физических установок». Авторы выражают благодарность студентам старших курсов ОмГТУ Иващенко А.В. и Щербаковой О.В. за большую помощь, оказанную ими при подготовке этого учебного пособия.