5.3. Центровые отверстия
Для крепления детали типа вал в токарном станке на его торцах необходимо выполнить центровые отверстия. Построим центровые отверстия на торцах вала, изображенного на рис. 5.23.
Выделите торец вала и нажмите кнопку Отверстие на странице Редактирование детали. На панели свойств во вкладке Параметры нажмите кнопку Выбор отверстия (рис. 5.24). Точка привязки отверстия по умолчанию расположится в начале локальной системы координат торца вала, где создается это отверстие.
Раскройте папку Центровые отверстия и в списке типов отверстий укажите вариант Форма А. В таблице параметров задайте необходимые размеры центрового отверстия. Фантом отверстия с заданными параметрами отобразится в окне документа. Нажмите кнопку Создать объект (рис. 5.25). Повторите построение для противоположного торца вала.
5.4. Цилиндрические зубчатые колеса и шлицевые соединения
Зубчатое колесо – основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями, входящими в зацепление с зубьями другого колеса. Форма зубчатых колес разнообразна: различают цилиндрические и конические зубчатые колеса с прямыми, косыми, винтовыми и круговыми зубьями.
Наибольшими эксплуатационными и технологическими преимуществами обладает эвольвентное зубчатое зацепление, при котором профили зубьев выполнены по эвольвенте – сложной плоской кривой линии, являющейся разверткой другой кривой (как правило, окружности).
Для облегчения построений в профессиональной версии программы КОМПАС-3D предусмотрено специальное приложение Shaft-5 Plus, позволяющее провести геометрический расчет зубчатой передачи и выполнить рабочий чертеж зубчатого колеса1.
Ниже мы рассмотрим примерное построение зуба цилиндрического зубчатого колеса в трехмерном моделировании. При этом эвольвентный контур зуба аппроксимируем при помощи дуг окружностей. Технические возможности системы КОМПАС-3D позволяют вычертить и абсолютно точный профиль зубчатого зацепления, но это не имеет практического смысла, так как такие построения крайне трудоемки, а для наглядного представления вполне достаточно примерных построений. На точность изготовления зубчатого колеса подобная аппроксимация не оказывает влияния, поскольку нарезание зубьев осуществляется по значениям, указанным в таблице параметров на рабочем чертеже.
Создайте документ типа Деталь. Сохраните его, например, как <Вал-шестерня>.
В Плоскости XY выполните эскиз заготовки будущей детали (рис. 5.26).
При помощи команды Операция вращения создайте заготовку вала-шестерни (рис. 5.27).
Выделите грань для создания эскиза паза зубчатого колеса. Перейдите в режим создания эскиза и постройте контур паза, аппроксимирующий эвольвентное зацепление (рис. 5.28). Закройте эскиз.
К построенному эскизу примените операцию Вырезать выдавливанием в Прямом направлении Через все (рис. 5.29).
Чтобы многократно не повторять эти построения, просто создадим массив. Перед его созданием надо определить базовую ось, в качестве которой может выступать любой прямолинейный объект модели. Плоскость сетки массива будет перпендикулярна оси, а центр сетки будет лежать на этой оси.
В нашем случае в качестве оси массива будет выступать Ось Х. К сожалению, система КОМПАС-3D не позволяет выделить ось координат для дальнейших построений, поэтому для создания оси массива воспользуемся командой Ось на пересечении плоскостей на инструментальной панели Вспомогательная геометрия. Вызовите указанную команду и в Дереве построения последовательно щелкните на Плоскости XY и Плоскости XZ, на пересечении которых требуется построить ось. Ось появится в окне документа (рис. 5.30).
Для построения базовой оси массива можно было воспользоваться и другой командой – Ось конической поверхности на этой же странице Вспомогательная геометрия (на самом деле, такую ось можно построить на элементах как конической, так и цилиндрической формы). Тогда после вызова команды в окне документа надо щелкнуть на цилиндрической поверхности вала, на которой нужно отстроить массив пазов, и система выполнила бы построение вспомогательной оси.
Переходим к созданию массива. Нажмите кнопку Массив по концентрической сетке на странице Редактирование детали. В Дереве построения укажите Ось пересечения двух плоскостей:1 и Вырезать элемент выдавливания:1. Порядок указания значения не имеет: система сама определит, какой элемент является базовой осью, а какой – операцией, подлежащей копированию.
На панели свойств (рис. 5.31) надо проставить только нужное количество пазов. В группе параметров Количество по кольцевому направлению в поле N 2 введите значение 14 вручную или установите его с помощью счетчика. Изменение количества отобразится в качестве фантома массива в окне документа.
Остальные параметры оставьте без изменений и нажмите кнопку Создать объект. В Дереве построения появится новый элемент Копия по концентрической сетке:1, а в окне документа изображение концентрического массива пазов (рис. 5.32).
Часто для передачи крутящего момента от вала к втулке используются так называемые шлицевые соединения. Соединяемые таким образом две детали имеют пазы и выступы, входящие один в другой с тугой или скользящей посадкой. Размеры основных типов шлицевых соединений (прямобочных, эвольвентных и треугольных) регламентированы соответствующими стандартами.
Рассмотрим построение прямобочного шлицевого вала в Исполнении А по ГОСТ 1139-58. Количество и размеры пазов шлицевого соединения увязаны с наружным диаметром шлицевого вала. Поэтому перед моделированием необходимо найти соответствующий стандарт и определить параметры шлица.
Построение шлицевого паза достаточно просто провести при помощи команды Вырезать кинематически. Напомним, что для применения этой команды необходимо два эскиза: эскиз-сечение и эскиз-траектория. Тогда из модели можно будет вырезать формообразующий элемент, представляющий собой результат перемещения эскиза-сечения вдоль эскиза-траектории.
Выделите правый торец вала-шестерни и установите ориентацию модели Справа. Нажмите кнопку Эскиз на Панели текущего состояния и выполните построение эскиза-сечения – контура шлицевого паза (рис. 5.33). Закройте эскиз.
Установите ориентацию Спереди и в Плоскости XY постройте эскиз-траекторию как показано на рис. 5.34. Его начало должно лежать в плоскости эскиза-сечения.
Нажмите кнопку Вырезать кинематически на инструментальной панели Редактирование детали. На запрос системы <Укажите эскиз для образующего сечения> в Дереве построения щелкните на Эскизе:3 – эскизе-сечении паза. Затем задайте эскиз-траекторию, щелкнув в Дереве построения на Эскизе:4. Зафиксируйте выполнение операции, нажав кнопку Создать объект на Панели свойств. Система выполнит построение шлицевого паза (рис. 5.35).
Затем при помощи команды Массив по концентрической сетке, о которой уже говорилось выше, выполните копии еще восьми пазов. Для этого после вызова команды в Дереве построения укажите ось массива (Ось пересечения двух плоскостей:1) и операцию для копирования (Вырезать кинематически:1). На панели свойств в поле N 2 введите значение 8, остальные параметры оставьте без изменений. Нажмите кнопку Создать объект. В Дереве построения появится новый элемент Копия по концентрической сетке:2, а в окне документа будет отрисован массив шлицевых пазов (рис. 5.36).
