КОМПАС-3D V10 на 100%

Рис. 3.144. Эскиз контура сечения обода червячного колеса

Чтобы создать контур, постройте пять горизонтальных вспомогательных прямых: первые четыре должны быть смещены относительно оси X на величину половины наибольшего диаметра, диаметра вершин, делительного и диаметра впадин, последняя прямая – размещена ниже линии, обозначающей диаметр впадин на величину толщины обода. Создайте также три вертикальные линии: две равноудаленные от оси Y на расстояние 36 мм (bк/2) и одну, проходящую через начало координат эскиза. Проточку в ободе, в которую будет упираться выступ на диске ступицы, выполните конструктивно. Для построения дуги предварительно создайте вспомогательную окружность радиусом 32 мм и координатами центра (0; 240). С помощью команды Непрерывный ввод объектов панели Геометрия постройте контур обода (см. рис. 3.144). Выполните в контуре две фаски (4 x 45°) или во время выполнения команды Непрерывный ввод объектов, или с помощью операции Фаска панели Геометрия после создания контура. Добавьте в эскиз горизонтальный отрезок, выполненным стилем линии Осевая и проходящий через начало координат.

Основываясь на данном эскизе, выполните операцию вращения. Поскольку контур эскиза замкнут, то система по умолчанию предложит создавать сплошное твердое тело и вам не придется менять что-либо в настройках.

Теперь в плоскости ZY (средней продольной плоскости колеса) сформируем эскиз выреза между зубьями. Будем чертить эскиз немного упрощенно, заменяя эвольвенты дугами по трем точкам. Изображение профиля выреза создается аналогично выполнению эскизов зубчатого колеса и вала-шестерни.

Рисунок профиля выреза должен быть размещен в нижней части эскиза по следующей причине. Вы еще помните, что мы моделировали витки червяка таким образом, чтобы на оси, соединяющей центры колеса и червяка, в продольной плоскости сбоку червяка размещался виток, а в колесе, соответственно, вырез. Червяк в нашей модели устанавливается над колесом, это значит, что вырез между зубьями колеса, который будет в зацеплении с витком червяка и который мы позже будем копировать по окружности, должен располагаться сверху обода. Однако, поскольку при построении эскиза в плоскости ZY или параллельных ей плоскостях система переворачивает модель, то в самом эскизе изображение профиля должно находиться ниже оси абсцисс.

Перед вычерчиванием эскиза создайте три вспомогательных окружности, обозначающие диаметры впадин, выступов и делительный диаметр зубьев колеса. После этого с помощью команды Вспомогательная прямая панели Геометрия постройте набор линий, проходящих через центр локальной системы координат эскиза: одну – вертикальную и по три с каждой стороны от нее, смещенных между собой на угол γ /8, где γ = 360° / zк (напомню, что zк – количество зубьев червячного колеса). Используя команду Дуга по 3 точкам панели Геометрия, постройте контур выреза на пересечениях вспомогательных окружностей и линий (рис. 3.145, а).

Чтобы после кинематического вырезания эскиз срезал кромку зубьев при выходе из тела колеса, необходимо вместо верхней замыкающей окружности построить фигуру, показанную на рис. 3.145, б. Размеры

отрезков произвольны, главное, чтобы оба боковые отрезка были касательными к дугам, заменяющим эвольвенты профиля зуба. Проследите, чтобы в сформированном контуре не было разрывов, и завершите редактирование эскиза.

Рис. 3.145. Построение эскиза профиля выреза между зубьями червячного колеса: контур выреза (а) и надстройка для удаления лишнего материала с краев зубьев (б)

Сейчас нам нужно построить направляющую для кинематического вырезания. Как было сказано ранее, их будет две, поскольку эскиз операции лежит в средней плоскости колеса, и вырезать будем два раза в обе стороны от эскиза.

В качестве направляющей снова возьмем спираль с такими параметрами:

• способ построения – По числу витков и высоте;

•базовая плоскость спирали – проходит через ось колеса, перпендикулярно оси червяка (в модели это плоскость XY);

•центр спирали (точка привязки) – точка пересечения оси червяка и базовой плоскости, то есть точка, лежащая на оси червяка и имеющая координаты (0; 240);

•начало витков – в плоскости эскиза, то есть в средней плоскости колеса, для каждой спирали определяется отдельно;

•диаметр спирали – делительный диаметр червяка (80 мм);

•угол подъема спирали – угол подъема винтовой линии червяка (из него вычисляется шаг);

•количество витков – 0,25.

Это настройки первой спирали. Точно такую же кривую надо построить по другую сторону от базовой плоскости (направление витков противоположное).

Однако, это все в идеале. В случае построения по описанному выше алгоритму, поднимаясь по спирали, эскиз «выходит» из тела венца, что приводит к тому, что вырезы сужаются на торцах колеса (зубья, соответственно, расширяются). При сборке такого колеса с червяком эти зубья врезаются в витки червяка на краях его нарезной части. Я решил эту проблему следующим образом: центр спирали необходимо немного сместить на величину x вверх от оси червяка, при этом диаметр спирали увеличить на 2x. Таким образом, зацепление не нарушается, а вырезание витков проходит по дугам чуть большего радиуса, чем прежде. Это приводит к тому, что эскиз не так резко будет подниматься вверх и сам подрежет кромки на торцах зубьев колеса. Описанную выше проблему можно было бы также решить, если бы во время кинематической операции можно было задавать уклон, как при операции выдавливания, но такой возможности пока в КОПМАС-3D, к сожалению, нет.

Исходя из всего вышеизложенного, попробуем построить спирали.

Выделите плоскость XY и запустите команду Спираль цилиндрическая панели Пространственные кривые. Выберите соответствующий способ построения и задайте количество витков равное 0,25. Ординату базовой точки увеличьте на 15 мм от требуемой (с 240 до 255 мм), а диаметр задайте равным 110 мм (на 30 мм больше делительного диаметра червяка), чтобы не нарушить зацепление. Для вычисления высоты спирали воспользуемся зависимостью h = P n = π m n, где n – количество витков. Подставляя имеющиеся у нас значения, мы получим высоту спирали – 6, 283 мм. Все остальные настройки оставьте заданными по умолчанию и создайте спираль.

Постройте еще одну спираль на этой же плоскости. Точку привязки, количество витков, высоту, направление навивки витков и диаметр установите такими же, как и у предыдущего объекта, измените только направление построения с прямого на обратное. Если вы все правильно настроили, обе спирали должны сходиться в одной точке на плоскости эскиза профиля выреза между зубьями (рис. 3.146).

Создайте конструктивную ось конической поверхности (совпадающую с осью колеса), после чего с помощью операции Массив по концентрической сетке панели Редактирование детали сформируйте венец червячного колеса (рис. 3.148). Копировать необходимо обе кинематические операции, составляющие вырез между зубьями, количество копий в кольцевом направлении установить равным 50. Не забудьте скрыть все вспомогательные объекты в модели: обе спирали и конструктивную ось.

Рис. 3.148. 3D-модель обода червячного колеса

Теперь постройте модель ступицы и фиксирующего винта. Винт мы не вставляем из библиотеки, потому что после привинчивания обода к ступице головки винтов спиливаются, а сами винты после этого еще нужно и раскернить. По этой причине мы сразу смоделируем винт в спиленном состоянии.

Модель ступицы вы можете выполнить произвольно, не ограничивая себя какими-либо точными размерами, за исключением того, что верхняя часть эскиза вращения основания ступицы должна точно дополнять нижнюю часть аналогичного эскиза обода (рис. 3.149). Кроме того, выступ на диске ступицы, который входит в паз на ободе, должен быть чуть ниже, чем высота этого паза.

Рис. 3.149. Эскиз для создания основания ступицы червячного колеса

Добавьте в модель круглые вырезы в диске, шпоночный паз и отверстия под винты (их эскиз должен быть точно таким, как и в ободе), после чего сохраните модель на жесткий диск (рис. 3.150).

Рис. 3.150. 3D-модель ступицы червячного колеса

Все детали готовы, и вы можете приступить к сборке. Несмотря на то, что червячное колесо – это составная единица, очень редко в сборке приходится разбирать или перемещать входящие в него компоненты по отдельности. По этой причине советую сначала создать сборку Червячное колесо.a3d, в которой соединить обод и