Часть XXIV.Построение сборки

В паре сфера – тор возможен особый вид касания — в точках внешней и внутренней эк! ваториальных окружностей тора. Этот вид касания считается касанием по окружности.

Для плоской, цилиндрической, конической, незамкнутых тороидальной или сферичес! кой грани линия или точка касания может находиться на продолжении грани.

Если возможны два варианта сопряжения, то доступны переключатели группы Ориен тация. Для смены ориентации нажмите переключатель Прямая ориентация или Об ратная ориентация. Если существует более двух вариантов сопряжений, то вместо пе! реключателя ориентации доступна кнопка Следующий. При нажатии кнопки отображается следующий вариант.

Чтобы отображались варианты другого вида касания для пар объектов цилиндр – ци! линдр и конус – сфера, включите нужную опцию и возобновите просмотр.

После выбора варианта сопряжения подтвердите его создание.

128.2.9. Сопряжение На месте

Сопряжение На месте невозможно наложить вручную. Оно возникает автоматически при создании детали в контексте сборки (см. раздел 126.2.2 на с. 440).

128.3. Механические сопряжения

Механическое сопряжение обеспечивает связь перемещений компонентов в моделях механических передач, редукторов, кулачковых механизмов и других. Использование механических сопряжений позволяет переводить проектируемый механизм в различные положения путем перемещения одного из компонентов. Перемещение этого компонента приводит в движение связанные с ним другие компоненты (с учетом ограничений, накла! дываемых позиционирующими сопряжениями).

Рис. 128.3. Пример связи перемещений между деталями сборки

При создании сопряжений необходимо учитывать следующее.

▼Механические сопряжения, как и позиционирующие, накладываются на пары объектов. Возможны следующие виды механических сопряжений и соответствующие им виды пе! ремещений:

▼ Вращение – вращение. Оба объекта вращаются.

454

Глава 128. Сопряжение компонентов сборки

▼Вращение – перемещение. Один объект вращается, другой — перемещается по прямолинейной траектории.

▼Кулачок – толкатель. Один объект (кулачок) вращается, другой (толкатель) — перемещается вдоль прямолинейной траектории с сохранением контакта кулачка и толкателя.

▼В сборке может быть создано несколько механических сопряжений. Один и тот же ком! понент может быть связан механическими сопряжениями с несколькими компонентами.

В примере, показанном на рисунке 128.3, при перемещении колеса 3 вдоль рейки 5 вра! щаются колеса 1 и 2. Это обеспечивается сопряжениями Вращение – перемещение, наложенными на колесо 3 – рейку 5, колесо 2 – рейку 5 и сопряжением Вращение – вращение, наложенным на колеса 1 и 2.

Для просмотра работы сложного механизма, если не стоит задача показать движение всех его звеньев, достаточно задать сопряжения между начальным и конечным подвиж! ными элементами. В примере, показанном на рисунке 128.3, это могло бы быть сопря! жение Вращение – перемещение, наложенное на колесо 1 и деталь 5. При движении детали 5 вращается колесо 1, а колеса 2 и 3 не вращаются.

Для создания сопряжений Вращение – вращение, Вращение – перемещение и

просмотра их работы не требуется контакта деталей между собой.

▼При демонстрации механических передач позиционирующие сопряжения, использован! ные при компоновке сборки, ограничивают перемещение компонентов в пространстве. Позиционирующие сопряжения следует накладывать так, чтобы у компонентов остава! лись степени свободы, необходимые для последующего наложения механических со! пряжений и их работы (см. раздел 128.3.1).

128.3.1. Обеспечение корректной работы механических сопряжений

Для обеспечения ожидаемого взаимного перемещения компонентов, связанных механи! ческим сопряжением, рекомендуется, чтобы эти компоненты имели минимум степеней свободы, необходимый для совершения движений в рамках механических сопряжений. Уменьшить количество степеней свободы компонента можно с помощью позициониру! ющих сопряжений его с другими объектами, а также с помощью фиксации.

Обычно, если позиционирующие сопряжения в сборке наложены так, что компоненты имеют столько же степеней свободы, сколько детали и узлы в реальной конструкции, то для работы механических сопряжений не требуется введения дополнительных ограниче! ний.

Поясним сказанное на примерах.

1.Вращение – вращение

Рассмотрим сопряжение между двумя зубчатыми колесами, в котором колеса должны вращаться вокруг неподвижных осей (например, колеса 1 и 2 на рис. 128.4 на с. 459).

Перед наложением механического сопряжения следует обеспечить:

▼неподвижность осей в системе координат сборки,

▼соосность колес и соответствующих им осей.

455

Часть XXIV.Построение сборки

Обычно колеса не имеют возможности перемещаться вдоль осей вращения — этого можно достичь, связав плоские торцевые грани колес с каким!либо неподвижным плос! ким объектом сопряжением Совпадение или На расстоянии.

Таким образом, каждое колесо будет иметь по одной степени свободы вращения вокруг оси.

После наложения сопряжения Вращение – вращение вращение любого из колес бу! дет приводить к вращению другого колеса.

Обратите внимание на то, что неподвижность осей вращения колес необходима именно для данного примера. В других случаях оси могут иметь возможность перемещения, на! пример, оси колес!сателлитов в планетарных передачах.

2.Вращение – перемещение

Пример 1. Рассмотрим сопряжение между колесом и рейкой, в котором колесо, враща! ясь, должно перемещать рейку (например, как на рис. 128.5 на с. 460).

Перед наложением механического сопряжения следует обеспечить:

▼неподвижность оси колеса в системе координат сборки,

▼соосность колеса и оси,

▼постоянство ориентации рейки по отношению к оси колеса (это можно сделать разными способами, например, связав прямолинейное ребро рейки с одной не! подвижной плоскостью сопряжением На расстоянии, а с другой — сопряжением

Совпадение),

Как и в предыдущем примере, можно наложить сопряжение, препятствующее смещению колеса вдоль оси.

Таким образом, колесо будет иметь одну степень свободы вращения вокруг своей оси, и рейка будет иметь одну степень свободы поступательного движения.

После наложения сопряжения Вращение – перемещение вращение колеса будет при! водить к перемещению рейки и наоборот, при перемещении рейки будет вращаться ко! лесо.

Пример 2. Рассмотрим сопряжение между винтом и гайкой, в котором винт, вращаясь, должен перемещать гайку.

Перед наложением механического сопряжения следует обеспечить:

▼невозможность сдвига винта вдоль оси вращения,

▼соосность винта и гайки.

Таким образом, винт будет иметь одну степень свободы вращения вокруг оси, а гайка — две степени свободы: вращения вокруг оси и перемещения вдоль нее.

После наложения сопряжения Вращение – перемещение вращение винта будет при! водить к перемещению гайки и наоборот, при перемещении гайки будет вращаться винт.

Винт в данном сопряжении может быть и неподвижным. Тогда гайка при перемещении будет вращаться.

Если же и винт, и гайка будут иметь по две степени свободы (вращения и перемещения), то корректная работа сопряжения станет невозможна.

456

Глава 128. Сопряжение компонентов сборки

3.Кулачок – толкатель

Рассмотрим сопряжение, в котором кулачок, вращаясь, должен перемещать толкатель вдоль прямолинейной траектории (например, как на рис. 128.6 на с. 461).

Перед наложением механического сопряжения следует обеспечить:

▼неподвижность оси вращения кулачка в системе координат сборки,

▼постоянство ориентации толкателя по отношению к траектории его перемещения (это можно сделать разными способами, например, если толкатель имеет круглое сечение, установив соосность его с неподвижной осью).

Рабочие поверхности кулачка и толкателя автоматически приводятся в соприкосновение после наложения сопряжения Кулачок – толкатель путем перемещения толкателя вдоль его траектории. Нужно проследить, чтобы форма и взаиморасположение кулачка и толкателя, а также наложенные на них сопряжения не препятствовали этому. Наклады! вать на кулачок и толкатель сопряжение Касание не нужно.

Рекомендуется наложить на кулачок сопряжения, препятствующие его смещению вдоль оси вращения — для сохранения контакта кулачка с толкателем.

Таким образом, кулачок будет иметь одну степень свободы вращения вокруг оси, а толкатель — одну степень свободы поступательного движения; наличие у толкателя сте! пени свободы вращения вокруг траектории не имеет значения.

После наложения сопряжения Кулачок –толкатель вращение кулачка будет приводить

кперемещению толкателя. Передача движения в обратном направлении — от толкателя

ккулачку — в сопряжении Кулачок –толкатель не предусмотрена.

128.3.2.Общие приемы создания механических сопряжений

Для создания сопряжения вызовите команду, соответствующую нужному типу сопряже! ния.

Укажите в Дереве или окне модели первый из сопрягаемых объектов. Затем укажите ось, вокруг которой происходит вращение этого объекта, или траекторию, задающую на! правление перемещения объекта.

Произведите аналогичные указания для второго объекта.

Для сопряжения Кулачок – толкатель имеются некоторые особенности в выборе объ! ектов. Они описаны в разделе 128.3.5 на с. 460.

После указания объекты подсвечиваются, а их наименования появляются в соответству! ющих полях Панели свойств.

Указание объектов, осей или траекторий производится при нажатом переключателе, ко! торый находится рядом с полем объекта на Панели свойств.

Нажатие кнопки Указать заново на Панели специального управления позволяет отме! нить текущее указание объекта.

При необходимости измените относительное направление перемещения объектов. Под! робно о выборе направлений рассказано ниже.

457

Часть XXIV.Построение сборки

Задайте соотношение перемещений в поле Соотношение в зависимости от типа пере! дачи. Значение вводится с клавиатуры или выбирается из раскрывающегося списка со! отношений, ранее использованных в текущем сеансе работы КОМПАС!3D.

После задания параметров подтвердите создание сопряжения.

Выбор объектов

Пары объектов составляются из компонентов или компонента и тела в сборке. Один из компонентов может быть зафиксирован.

Для указания осей вращения и траекторий перемещения могут быть выбраны следую! щие объекты.

▼Прямолинейные (сегменты ломаных, координатные и вспомогательные оси, прямоли! нейные ребра).

Осью или траекторией является прямая, совпадающая с объектом.

▼Плоские кривые (дуги, ребра в виде окружностей).

Осью или траекторией является прямая, проходящая через центр указанного объекта перпендикулярно его плоскости.

▼Грани поверхностей вращения (цилиндрические, конические, тороидальные). Осью или траекторией является ось вращения.

При указании некоторых элементов, наряду с объектом, которому они принадлежат, по умолчанию выбирается ось или траектория движения. Ее наименование появляется в со! ответствующем поле (Ось, Ось 1, Ось 2, Траектория) на Панели свойств.

Например, для выбора участвующей в сопряжении детали было указано ее ребро. В поле Компонент появляется наименование детали, а в поле Траектория — наименование указанного ребра.

Величина перемещения вдоль траектории не ограничивается длиной указанного объек! та.

Направление перемещения

При указании оси или траектории система автоматически задает направление движения объектов в передаче. В окне модели направление вращения обозначается круговыми стрелками, а направление перемещения — прямой.

Направления, заданные автоматически, можно изменить при помощи переключателей групп Направление 1 — для первого объекта и Направление 2 — для второго.

Имеет значение только относительное направление движения сопрягаемых объектов — при просмотре работы передачи объект можно перемещать мышью как в прямом, так и в обратном направлении. При этом направления движения объектов или совпадают с заданными при создании, или оба им противоположны.

Например, чтобы колеса в зубчатой передаче вращались навстречу друг другу, объектам следует задать противоположные направления (у одного объекта должен быть нажат пе! реключатель Прямое направление, у другого — Обратное направление).

458

Глава 128. Сопряжение компонентов сборки

128.3.3. Сопряжение Вращение – вращение

Сопряжение служит для визуализации движения в моделях зубчатых, ременных, цеп! ных, фрикционных передач и других. Чтобы создать это сопряжение, вызовите команду

Вращение – вращение.

Рис. 128.4. Пример применения сопряжений вращения

Укажите первый объект и ось, вокруг которой будет происходить вращение, а затем — второй объект и его ось вращения.

Сопрягаемые объекты можно указать, выделив их перед вызовом команды.

Задайте направление и соотношение перемещений.

Соотношение перемещений определяет отношение числа оборотов первого объекта к числу оборотов второго объекта. Соотношение определяется по аналогии с передаточ! ным числом зубчатой передачи. Соотношение 1:2 означает, что за один оборот первого объекта второй объект совершает 2 оборота.

Если один объект неподвижен, то расчет соотношения производится аналогично. Напри! мер, из двух сопряженных колес одно неподвижно. В этом случае подвижное колесо со! вершает сложное вращательное движение — вращение вокруг своей оси с одновремен! ным вращением вокруг неподвижного колеса. Соотношение равно отношению числа оборотов подвижной оси вокруг неподвижной к числу оборотов подвижного колеса вок! руг своей оси.

При указании поверхности вращения в поле Соотношение по умолчанию заносится ве! личина ее радиуса.

Для двух поверхностей вращения выбор всех параметров можно сделать, щелкнув мы! шью по этим поверхностям.

В примере, показанном на рисунке 128.4, можно наложить два сопряжения вращения — между колесами 1 и 2 и между колесами 3 и 4.

Сопряжение невозможно наложить на пару объектов, находящихся на одной оси враще! ния. На рисунке 128.4 такими объектами являются колеса 2 и 3.

459

Часть XXIV.Построение сборки

128.3.4. Сопряжение Вращение – перемещение

Сопряжение служит для визуализации движения в моделях зубчато!реечных передач, передач винт!гайка и других. Чтобы создать это сопряжение, вызовите команду

Вращение – перемещение.

Рис. 128.5. Пример применения сопряжения Вращение – перемещение

Укажите первый объект и ось, вокруг которой будет происходить вращение, а затем — второй объект и траекторию, задающую направление его перемещения.

Сопрягаемые объекты можно указать, выделив их перед вызовом команды.

Задайте направление и соотношение перемещений.

Соотношение перемещений определяет отношение длины окружности единичного ради! уса, равной 2π (мм), к линейному перемещению второго объекта.

Соотношение 1:2 означает, что за один оборот первого объекта второй объект переме! щается на 2 · 2π (мм), то есть около 13 мм.

Если один объект неподвижен, то расчет соотношения производится аналогично. Напри! мер, рейка неподвижна, а колесо радиуса R (мм) катится по ней без скольжения. За один оборот колеса рейка перемещается относительно центра колеса на 2πR. Соотношение перемещений равно 1:R.

Вы можете рассчитать требуемое соотношение, используя формулу 1:(L/2π).

Здесь L — расстояние в миллиметрах, на которое должен переместиться второй объект за один оборот первого объекта.

128.3.5. Сопряжение Кулачок – толкатель

Сопряжение служит для визуализации движения в кулачковом механизме. Чтобы со! здать это сопряжение, вызовите команду Кулачок – толкатель. Кулачок совершает вращательное движение, а толкатель — возвратно!поступательное. При этом рабочая поверхность толкателя остается в контакте с рабочей поверхностью кулачка.

460

Глава 128. Сопряжение компонентов сборки

Рис. 128.6. Пример применения сопряжения Кулачок – толкатель

Объекты сопряжения

Объекты для сопряжения выбираются таким образом, что один из них служит кулачком, вращающимся вокруг оси, другой — толкателем, перемещающимся вдоль прямолиней! ной траектории. Конструкция механизма должна обеспечивать контакт кулачка и толка! теля в пределах их рабочих поверхностей.

Модель кулачка должна являться однотельной деталью.

Рабочая поверхность кулачка может состоять из одной или нескольких граней — плос! ких, цилиндрических, конических, тороидальных. Кроме того, рабочая поверхность ку! лачка может представлять собой линейчатую поверхность, эскиз которой состоит из от! резков, дуг, дуг эллипсов, сплайнов.

Для указания оси вращения кулачка могут быть выбраны следующие объекты.

▼Прямолинейные (сегменты ломаных, координатные и вспомогательные оси, прямоли! нейные ребра).

Осью является прямая, совпадающая с объектом.

▼Плоские кривые (дуги, ребра в виде окружностей).

Осью является прямая, проходящая через центр указанного объекта по нормали к его плоскости.

▼Грани поверхностей вращения (цилиндрические, конические, тороидальные). Осью является ось вращения.

Рабочая поверхность толкателя — плоская или сферическая грань. В сопряжении учас! твует поверхность, полученная продолжением указанной грани — плоскость или полная сфера.

Объектом, являющимся рабочей поверхностью, также может служить вершина в детали толкателя.

461