Лабораторная работа №3
по дисциплине «Компьютерная графика»
для специальности
«Электроэнергетика и электротехника» (Факультет АП)
Разработчики: А.П.Зелев, Н.Р.Асадуллина, Э.Г.Балышева
Февраль 2012
Лабораторнаяработа№3
Тема. Конструирование и анализ многозвенных механизмов
Цель работы |
|
|
|
|
|
|
Приобретение |
навыков |
работы |
с |
параметрическими |
||
объектами |
на |
примере |
создания кинематических схем |
|||
многозвенных механизмов |
|
|
|
|
||
Задачи: |
|
|
|
|
|
|
1. Создание |
кинематической |
схемы |
подвижного |
механизма с |
||
изображением конструктивных элементов (ползун). |
|
|
||||
2. Построение |
пяти промежуточных |
положений |
многозвенного |
|||
механизма. |
|
|
|
|
|
|
3. Анализ зависимости отклонения стрелки от перемещения толкателя вдоль оси ОХ.
Многозвенный механизм №1
1.Конструирование динамической модели четырехзвенного механизма.
2.Определение зависимости движения точки «М» от переменных параметров. Х и У. Точка «М» расположена на одном из звеньев механизма.
3.Построение направления касательных к траектории движения точки «М».
Теоретическая часть
При создании чертежей мы практически всегда применяем средства логической привязки. Действуют привязки лишь в момент создания геометрического объекта. После этого действие привязки прекращается.
В данной лабораторной работе требуется построить модель многозвенного механизма. Он состоит из геометрических объектов (отрезков, плоских фигур), которые неразрывно связаны между собой шарнирными соединениями. То есть, привязки, которые использовались при построении отрезков – звеньев механизма, нужно сохранить навсегда.
Например, если два звена механизма имеют общую точку, в которой сходятся концы звеньев i и (i+1), то привязку “ближайшая точка» требуется сохранить навсегда, чтобы механизм мог работать. При перемещении одного звена механизма другое звено должно следовать неразрывно за ним.
В Компасе предусмотрен режим «параметризация», позволяющий сохранять привязки после построения объекта. Для его задания нужно выбрать меню сервис / параметры / текущий чертеж / параметризация. В
открывшемся окне выбрать режим параметризация / привязки. После этого можно строить геометрические объекты, и привязки будут сохранены навсегда, либо пока мы их не отменим.
Необходимо также обеспечить постоянство размеров геометрических объектов. При выборе режима параметризации требуется выбрать пункт «размеры». Это позволит после простановки размеров объектов зафиксировать их значения с помощью инструментов «зафиксировать размер» и «установить значение размера», относящихся к группе «параметризация».
Конструирование динамической модели №1
Последовательность выполнения работы
1.Зайдите в окно параметров текущего фрагмента
(Сервис/Параметры…/Текущий фрагмент/Параметризация).
2.В окне «Ассоциировать при вводе» задайте Размеры, в окне
«Параметризировать» – Привязки,горизонтальность и вертикальность.
Можно еще установить галочку около надписи Фиксировать размеры в результате все проставляемые размеры сразу будут фиксироваться.
1.Теперь можно приступать к построению кинематической схемы. Начертите кинематическую схему в произвольных размерах.
2.В панели инструментов Параметризация
выберите кнопку Зафиксировать точку
Это необходимое условие для фиксации положения отдельных точек механизма. Положение точки на стрелке выберем произвольно.
3. Для правильной работы данной кинематической схемы необходимо, чтобы размер длины отдельных звеньев был постоянен. Это можно сделать следующим образом: в меню Параметризация выберите пункт Зафиксировать размер. Чтобы сделать данную операцию доступной необходимо проставить размеры. Сделайте это в другом слое.
4. Если у вас есть незафиксированные размеры, то перейдите в системный слой и зафиксируйте размеры при помощи операции
Зафиксировать размер.
Последовательно, наводя курсор мыши и нажимая ЛКМ на отдельных звеньях, зафиксируйте необходимые размеры. При правильной работе с данной процедурой значение размеров выделяется в прямоугольник красного цвета
Измените размеры до целых значений. Для этого в меню Параметризация необходимо выбрать пункт Установить значение размера.
1.Проанализируйте зависимость отклонения стрелки от перемещения толкателя вдоль горизонтальной оси. Для этого выберите два крайних положения на шкале и сделайте отметку в соответствующих точках на оси ОХ.
Разделите отрезок прямой между двумя точками, обозначенными крестиками, на 9 участков.
2. Перемещаясь от крайнего левого положения в крайнее правое положение по оси ОХ с шагом, равным расстоянию между точками (в виде крестиков), измерьте соответствующее расстояние на шкале, начиная от крайнего нижнего положения. Сохраните изображение в каждой точке в новом слое и составьте таблицу значений параметров.
Значение координат стрелки многозвенного механизма
Х, мм |
0 |
2,068 |
4,104 |
6,139 |
8,175 |
10,21 |
12,245 |
14,279 |
16,313 |
18,346 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y, мм |
0 |
1,544 |
2,633 |
4,744 |
8,561 |
15,381 |
27,626 |
48,565 |
76,651 |
101,13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученным данным постройте график зависимости параметра Y=f (X). При построении графика используйте панель Диаграмма из главного меню
Вставка – Рисунок.
3. Сохраните получившийся фрагмент.
Конструированиединамической модели механизма №2
1.Создайте новый фрагмент. Сохраните его в той же папке, что и предыдущее задание.
2.Построение динамической модели выполняется включением команды «Параметризация», для чего необходимо придерживаться следующей последовательности:
2.1.Нажмите ПКМ. Выберите пункт меню.
2.2.В открывшемся окне нажмите кнопку «Параметризация». Аналогично предыдущей работе
укажите необходимые объекты для параметризации:
Привязки – горизонтальность и вертикальность.
3.Проведите вспомогательную горизонтальную прямую.
4.Проведите отрезки прямых, учитывая следующие привязки.
Зафиксируйте точки. Для этого на панели инструментов
параметризация, выберите команду Зафиксировать точку.
5.Нанесите точку «М» на одно из звеньев механизма, выбрав стиль и привязку. Укажите по очереди на нужные точки.
6.Нанесите размеры. Для этого в панели инструментов Размеры выберите команду Линейный размер.
7.Проставьте и зафиксируйте все необходимые размеры.
8.Ввод уравнений:
-откройте либо вкладку, либо кнопку стандартного меню
переменные
-в открывшемся окне введите уравнения.Построение закончено
9.Построение графиков зависимости движения точки «М» от переменных параметров Х и У (точка «М» расположена на одном из звеньев механизма). Для этого следуйте следующему алгоритму:
- введите параметр «Т» и задайте шаг перемещения точки М, т.е. расстояние между двумя положениями произвольной точки за условный промежуток времени. Отложите шаг четыре раза. Копируйте каждое значение и вставляйте в новый документ. Проведите вспомогательные прямые;
- соедините получившиеся положения точки М одной траекторией, при помощи кривой Безье. Поведите касательные к траектории в каждом положении точки М;
-используйте геометрический калькулятор для построения графиков зависимости движения точки «М»;
-постройте график зависимости Х=ХМ (Т).
Графики зависимости траектории движения точки «М» от переменных величин Х и У
11.Сохраните получившийся фрагмент. На основании выполненной работы создайте отчет и презентацию и сохраните их в той же папке, в которой хранится ваш фрагмент.
Выводы
1.Применение методов работы с параметрическими объектами для просмотра в движении кинематических схем многозвенных механизмов на практике, дает возможность значительно упростить и ускорить анализ сложных систем, что порой является весьма сложной задачей.
2.Аппарат параметризации позволяет строить не только параметрические однотипные чертежи, но и моделировать подвижные многозвенные механизмы. Фиксирование неподвижных точек, неизменность размеров звеньев механизма, управление размерами звеньев, сохранение привязок, примененных при построении механизма – все это обеспечивается средствами параметризации программы КОМПАС-3D. Управление параметром положения ведущего звена позволяет получать соответствующее положение всего многозвенника. Возможность последовательного копирования всех промежуточных положений многозвенника к одной базавой точке позволяет построить совмещение промежуточных положений механизма. На основе совмещенного изображения возможно исследование перемещений характерных точек механизма, построения их графика.