3.4 Геометрические ограничения эскиза

Зависимости (связи, ограничения) - элементы системы, ограничивающие возможности эскиза изменять форму и размеры. Связи устраняют степень свободы твердого тела и обычно накладываются при создании эскиза. Полностью связанная деталь не может перемещаться в любом направлении. Зависимости определяют геометрию эскиза и ограничивают возможности ее изменения, предотвращают нежелательные изменения в конструктивных элементах при редактировании размеров и заимствованной геометрии. Накладывая и редактируя геометрические и размерные зависимости, можно управлять формой эскиза. Именно форма эскиза определяет, какие зависимости необходимо наложить.

Конструктивные особенности разрабатываемой модели рекомендуется описывать путем наложения на элементы эскиза геометрических зависимостей. Наложение зависимостей и нанесение размеров однозначно определяют форму и размеры (задания протяженности объектов) эскиза. Как правило, сначала накладываются геометрические зависимости, чтобы стабилизировать общую форму эскиза, а затем наносятся размеры. С помощью размеров задаются пропорции между элементами эскиза, и тогда изменение одного элемента будет приводить к соответствующим изменениям остальной геометрии.

Наложение основных зависимостей выполняется автоматически при создании эскиза. При этом тип зависимости обозначается значком около курсора. Для получения более точного эскиза может потребоваться наложение дополнительных зависимостей, фиксирующих форму и расположение элементов геометрии

Для задания взаимного положения элементов эскиза применяются геометрические связи, устанавливают форму и взаимное расположение (отношения) элементов эскиза (линий и дуг). Обычно геометрические связи применяются для преобразования наброска в эскиз.

Прежде, чем добавлять зависимости, необходимо изучить эскиз и решить, как его ограничить, как элементы должны соотноситься между собой. Далее наложить на эти элементы соответствующие зависимости таким образом, чтобы они изменялись ожидаемым образом при любых модификациях.

Использовать эскизы без зависимостей не запрещается; однако, не имея достаточной определенности, эскиз может непредсказуемо повести себя при обновлениях. Варианты, которыми эскиз может изменять размер или форму называются степенями свободы. Для эскиза степенями свободы являются направления, по которым он может изменить свою форму или размер. Например:

• круг имеет две степени свободы - положение центра и значение радиуса. Если центр и радиус определены, круг полностью ограничен и могут применяться различные значения.

• дуга имеет четыре степени свободы - центр, радиус и конечные точки сегмента дуги.

Количество степеней свободы соответствуют тому, насколько эскиз ограничен. Если определены все степени свободы, то эскиз полностью ограничен (достаточно определен). Если определяете не все степени свободы, то эскиз – не полностью определен. Внесение изменений в достаточно определенный эскиз приводит к однозначным и предсказуемым результатам.

Недостаточно определенная геометрия может использоваться в качестве адаптивной. Ее размеры окончательно определяются при наложении на нее зависимостей относительно фиксированных компонентов изделия. Если конструктивный элемент содержит элементы геометрии, на которые не были нанесены обозначения размера, то такой элемент можно сделать адаптивным.

Эскиз не может быть излишне определенным. Пользователь может наносить на эскиз дополнительные размеры, но в этом случае они получают статус контрольных, и служат исключительно для иллюстративных целей.

Пользователь постоянно должен следить за количеством степеней свободы. Следует определить число степеней свободы для каждого элемента. Возможно, потребуется отменить некоторые из автоматически наложенных зависимостей, ограничивающих расположение геометрии. Рекомендуется использовать только зависимости, необходимые для определения формы эскиза. Так как обычно в результате наложения зависимости ограничивается более одной степени свободы, необходимое число зависимостей меньше, чем число имеющихся степеней свободы. Задавшись целью поиска наиболее оптимальных решений в процессе разработки изделия, можно оставить эскиз недоопределенным, тем самым, расширив возможности редактирования. Однако при этом не исключены искажения конструктивных элементов в результате изменений размеров и зависимостей.

Воспользовавшись средством автоматического нанесения размеров, можно задать основные размеры эскиза, а на последующих этапах нанести дополнительные размеры, сделав тем самым эскиз достаточно определенным. Зависимости также можно накладывать, перетаскивая элементы эскиза до тех пор, пока около курсора не появится символ требуемой зависимости. При перетаскивании элементов Inventor автоматически определяет, какую зависимость можно в данный момент наложить

Рекомендуется наложить геометрические зависимости до нанесения размеров. Это защитит форму эскиза от искажений. Вначале рекомендуется задать размер больших элементов. Если же начать с размеров малых элементов, то это может привести к нежелательным искажениям. В случае, когда искажения формы эскиза все же произошли, следует удалить обозначение размера или отменить операцию его нанесения. Иногда наложение нескольких зависимостей может привести к искажениям недостаточно определенных фрагментов эскиза. Тогда следует удалить последнюю наложенную зависимость и попытаться применить другую комбинацию или нанести размер.

Наносимые размеры, как правило, управляют геометрией эскиза, задавая величины объектов и расстояния между ними. Такие размеры наносятся до тех пор, пока эскиз не станет достаточно определен, то есть пока остается хотя бы одна степень свободы. Элементы, для которых не заданы размеры, являются адаптивными и изменяются при редактировании размеров других элементов.

При желании, пользователь может наносить контрольные размеры, которые не накладывают зависимостей, а служат лишь для отображения размерных величин. Значения таких размеров заключаются в круглые скобки для того, чтобы отличать их от значений обычных (параметрических) размеров.

Контрольные размеры можно преобразовывать в обычные. Если в результате такого преобразования эскиз становится излишне определенным, то необходимо предварительно удалить или преобразовать в контрольный другой имеющийся параметрический размер.

Если необходимо, чтобы эскиз конструктивного элемента мог изменять свои размеры, следует оставить некоторые его элементы недостаточно определенными. Например, при построении эскиза разъема можно не задавать его длину. Требуемая длина разъема будет установлена автоматически при его использовании в изделии.

Для предотвращения наложения ограничений во время создания эскиза, следует нажать и удерживать клавишу Ctrl, пока создается эскизная линия.

В Inventor существуют ограничения следующих типов:

• фиксации, горизонтальности и вертикальности - определяющие ориентацию геометрии относительно системы координат. Так, построенный отрезок, практически не отклоняющийся от вертикали, делается программой строго вертикальным

• перпендикулярности, параллельности, касательности, коллинеарности и концентричности - определяющие взаимосвязи между элементами

Основные рекомендации при работе с зависимостями:

• автоматическое наложение зависимостей при построении эскиза. Форма курсора будет соответствовать типу налагаемой зависимости. Например, если новый отрезок строится параллельно существующему, на него накладывается зависимость параллельности и ее обозначение появляется на экране.

• отключение автоматического наложения зависимостей. Для того чтобы не происходило автоматического наложения зависимостей, необходимо удерживать нажатой клавишу CTRL при построении линий эскиза

• предпочтение зависимостей. Если во время создания эскиза провести курсор по элементу геометрии, новый объект окажется связан с ним зависимостью, если это возможно

• выбирать объект для наложения зависимости, а затем указывать курсором приблизительное желаемое местоположение, проводя курсором вдоль отрезка или кривой. Если возможно наложение различных зависимостей, можно выбрать одну из них

• накладывать зависимость с опорой на имеющуюся геометрию эскиза

• просматривать все имеющиеся зависимости, при работе со сложным эскизом, выбрав Show All Constraint из контекстного меню. После этого можно выбрать пункт Hide All Constraint

• одновременно накладывать зависимости одного типа сразу на несколько примитивов. Сначала следует выбрать необходимые кривые, а затем вызвать команду наложения зависимости

• задавать размеры с помощью формул. Двойной щелчок на размере открывает диалоговое окно Редактирование размера, в котором можно выбрать какой-либо размер, а в диалоговом окне появляется соответствующий ему параметр, который можно использовать в качестве аргументов для формул (например, D1*2).

• переопределять единицы для отдельных размеров. Даже если в файле детали заданы метрические единицы, в диалоговом окне Редактирование размера можно вводить размеры в дюймах.