Учебные пособия / AI09_2UP

Міністерство освіти і науки України

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ УНІВЕРСИТЕТ

Розробка конструкторської документації в пакеті „Autodesk Inventor” (моделювання вузлів та механізмів)

навчальний посібник з курсу „Комп’ютерна графіка”

для студентів технічних спеціальностей

Затверджено методичною радою університету,

протокол № __ від __.__.2010 р.

Харків

ХНАДУ

2011

1

УДК 514.18

Рецензенти:

О.В. Шоман, доктор технічних наук, завідувач кафедри нарисної геометрії та інженерної графіки Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».

Ю.М. Тормосов, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри механіки і графіки Харківського державного університету харчування та торгівлі.

Розробка конструкторської документації в пакеті „Autodesk Inventor” (моделювання вузлів та механізмів) : навчальний посібник з курсу

„Комп’ютерна графіка” для студентів технічних спеціальностей / Черніков О.В., Біріна А.Д., Подригало Н.М., Архіпов О.В. – Харків : ХНАДУ, 2011. – 126 с.

Наведено базовий матеріал, необхідний для утворення 3D-моделей вузлів та механізмів в пакеті „Autodesk Inventor” на основі раніше змодельованих деталей. У посібник включено опис та зразки використання команд, а також послідовності операцій для складання виробу. В останньому розділі наведено приклад утворення складальної одиниці з використанням бібліотеки стандартних елементів та „майстрів проектування”.

Призначений для студентів інженерно-технічних спеціальностей, які вивчають розділ „сучасні методи конструювання виробів” дисципліни „Нарисна геометрія, інженерна та комп’ютерна графіка”.

Іл. 134. Бібліогр. 6 назв.

Приведен базовый материал, необходимый для создания 3D-моделей узлов и механизмов в пакете „Autodesk Inventor” на основе ранее смоделированных деталей. В пособие включено описание и примеры использования команд, а также последовательности операций для сборки изделия. В последнем разделе приведен пример образования сборочной единицы с использованием библиотеки стандартных элементов и „мастеров проектирования”.

Предназначено для студентов инженерно-технических специальностей, которые изучают раздел „Современные методы конструирования изделий” дисциплины „Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика”.

Ил. 134., Библиогр. 6 назв.

2

ВВЕДЕНИЕ

ВAutodesk Inventor (AI) реализованы два способа разработки модели изделия: снизу вверх (от деталей к сборочным единицам) и сверху вниз (разработка всех деталей в среде сборки).

Работа всегда начинается с базового эскиза проектируемой детали. После создания моделей всех деталей, образующих узел или устройство, выполняется его сборка. Составляющие узел детали размещаются друг относительно друга в соответствии с заданными сборочными зависимостями: можно задавать размещение друг относительно друга (на заданном расстоянии или под заданным углом) различных граней, ребер и вершин моделей, задавать концентрическое расположение тел вращения и т.д. С помощью команды «вариация зависимости» можно менять числовое значение расстояний и углов в сборочных зависимостях, что позволяет проверить взаимодействие отдельных деталей и работу всего изделия.

Впакете имеется специальная среда для выполнения динамического моделирования и прочностных расчетов. При поиске проектных решений теперь не надо полагаться на интуицию. Моделирование движения в AI использует сборочные зависимости 3D модели для определения жестких тел, генерации подвижных соединений и расчета динамического поведения. Это позволяет изучить по-

3

ведение изделия, в частности траектории, скорости и ускорения движущихся деталей.

В пособии описаны приемы работы для создания узлов (сборочных единиц), схем сборки-разборки и анимации работы механизма.

Пособие предназначено для самостоятельной работы. Оно рассчитано на студентов, освоивших основы трехмерного моделирования деталей в пакете AI [1], и продолжающих изучение современных методов разработки электронных моделей изделий и подготовки конструкторской документации (при подготовке пособия исполь-

зованы материалы курсов дистанционного обучения фирмы Autodesk с сайта http://subscription.autodesk.com).

РАЗДЕЛ 1. ОБЗОР ПРОЕКТИРОВАНИЯ СБОРОК

Проектирование сборок

В данном разделе рассматривается процедура моделирования сборки, среда моделирования сборок и рекомендуемые последовательности операций проектирования сборок. Модели сборок позволяют создавать полностью параметрические 3D представления конструкции.

Такие модели можно использовать для проверки вариантов конструкции и выявления проблемных областей, прежде чем деталь будет изготовлена. Моделирование сборок снижает, а в некоторых случаях даже устраняет необходимость в традиционных прототипах. На рисунке показана типичная модель сборки, состоящая из нескольких деталей и крепежных элементов.

Цели. Рассматриваются следующие задачи:

−Описание моделирования сборки и процедуры, используемой для создания модели сборки.

−Описание основных принципов моделирования сборок.

−Определение ключевых элементов интерфейса среды проектирования сборок и их общей функции.

−Описание рекомендованной последовательности операций проектирования сборки.

4

О проектировании сборок Путем моделирования сборок отдельные компоненты создают-

ся или переносятся в общую среду, в которой выполняется их сборка с помощью различных средств. Можно создавать новую геометрию, размещать существующие детали или сборки, а также управлять взаимосвязями деталей в сборке.

Определение модели сборки. Сборка создается путем объединения нескольких компонентов и/или сборок. Между всеми компонентами, определяющими поведение компонентов в сборке, создаются параметрические взаимосвязи.

К таким взаимосвязям относятся как простые взаимосвязи на основе зависимостей, определяющие положение компонента в сборке, так и более сложные, такие как адаптивность. Наличие адаптивности позволяет компоненту изменять свой размер в зависимости от других компонентов в сборке.

Сборочные зависимости. Сборочные зависимости используются для создания параметрической взаимосвязи деталей в сборке. Так же как 2D зависимости используются для управления 2D геометрией, 3D зависимости применяются в сборке для расположения деталей относительно друг друга. Существует четыре основных сборочных зависимости сборки, каждая с уникальными вариантами и параметрами.

Зависимость "Совмещение/Заподлицо". Используется для выравнивания таких компонентов деталей, как грани, ребра или оси.

Зависимость "Угол". Используется для указания угла между двумя деталями. Применяется к граням, ребрам или осям.

Зависимость касательности. Используется для определения тангенциальной взаимосвязи двух деталей. Обычно применяется к цилиндрическим и плоским граням. Одна из выбранных граней должна быть цилиндрической.

Зависимость "Вставка". Используется для вставки одного компонента в другой. В этой зависимости эффективно объединяются зависимости совмещения оси с осью и грани с гранью. Обычно применяется к болтам, штифтам или любой детали, которую требуется вставить в отверстие в другой детали. Применяется путем выбора дугового ребра на каждой детали.

5

Принципы проектирования сборок Перед созданием моделей сборок необходимо освоить три ос-

новных способа, используемых для их создания, научиться выбирать правильный подход к моделированию сборки.

6

−Использование существующих компонентов

−Проектирование компонентов по месту

−Группирование компонентов с помощью узлов

Независимо от способа, используемого для создания сборки, данные о деталях находятся в отдельном файле, который называется файлом сборки.

Использование существующих компонентов

Далее описывается процедура использования существующих компонентов при проектировании сборки. Отдельные компоненты сборки проектируются вне сборки, в которой они размещаются.

Рис. 1.1. 1 – Компонент (фланец), 2 – Компонент (кольцо),

3– Компонент (стандартный болт), 4 – Модель сборки

1.Каждый файл детали проектируется отдельно от сборки и других деталей.

2.После создания деталей они размещаются в сборке, и на них выполняется наложение зависимостей относительно других деталей.

Проектирование компонентов по месту

Далее описан процесс проектирования деталей в файле сборки.

Создается сборка, и в ее контексте создается новый компонент.

7

Каждый компонент проектируется в среде сборки.

При проектировании всех компонентов применяются необходимые зависимости сборки. Также выполняется изменение деталей на основе их взаимосвязи с другими компонентами сборки.

Узлы сборок

Узлы используются для структуризации больших сборок в группы меньшего размера. Узел представляет собой сборку, помещенную в другую сборку. В контексте общей сборки узлы ведут себя как отдельные детали. Компоненты узла связаны друг с другом, а узел связан с общей сборкой, как отдельный компонент. Зависимости необходимо изменять в сборке, в которой они были созданы. Для этого следует активизировать узел, дважды щелкнув его имя в браузере (рис. 1.2) или найти его в модели и также активизировать двойным щелчком.

Рис. 1.2

8