Контрольные вопросы и задания.

1. Для чего предназначен менеджер библиотек?

2. Перечислите базовые разделы менеджера библиотек.

3. Перечислите библиотеки, работающие в режиме 3D черчения.

4. В каком разделе находится команды для построения зубчатых колес.

5. Какая разница между внешней и внутренней коническими ступенями?

6. Как присвоить детали материал?

Создайте зубчатое колесо (Приложение, рис. 3).

Вар.	n	Ø отв	H	m	L
1	4	70	30	1,375	50
2	5	60	35	1,500	45
3	6	50	40	1,600	40

Лабораторная работа 3-4 Создание сборок и деталей используя элементы конструкции сборки

Цель работы

Научиться создавать сборки. Построение деталей, используя элементы готовых деталей входящих в данную сборку. Использование команд вспомогательной геометрии, массивов и библиотеки крепежа.

Теоретические сведения

Сборка в программе КОМПАС-3D представляет собой файл, содержащий ссылки на входящие в нее детали. При внесении, каких либо изменений, в конструкции входящих в сборку деталей, все полученные изменения отображаются в файле сборке. Кроме того, возможно редактирование деталей непосредственно в самой сборке, не внося изменения в изначальный файл детали, что позволяет создавать разделение операций используемых при изготовлении деталей и создания сборочных конструкций. Одной из удобных возможностей сборки является то, что возможно создание и редактирование деталей, используя в качестве вспомогательных элементов новых деталей, а так же элементы самой сборки, что за частую сильно экономит время и создает дополнительные параметрические связи между созданными деталями (в результате которых при изменения родительского объекта, автоматически будут внесены изменения в дочерний). Для более корректного построения сборки, необходимо пользоваться операциями сопряжения, что позволяет лучше проанализировать взаимодействие входящих деталей в данную сборку. В некоторых случаях, для облегчения сборки модели или создание конструктивных элементов удобно пользоваться вспомогательной геометрией, не отображающейся при создании рабочих чертежей и являющейся только вспомогательным элементом, использующимся для облегчение построения сборки или детали.

Создание сборки и корпуса редуктора

Создадим сборку Файл  Создать  Сборка . В пространство модели с помощью команды (Добавить из файла) находящейся в режиме (Редактирование сборки) внесем построенную ранее шестерню (если данная деталь загружена, то она отобразится в списке появившегося окна выбора модели, в противном случае укажите к ней путь). Установите ее в центр координат (при нахождении курсора около центра координат появится значок с системой координат). Таким же образом в пространство листа на некотором расстоянии от шестерни внесем колесо (рис. 3.1). Сохраним сборку под именем Редуктор. С помощью команды (Повернуть компонент) разверните зубчатое колесо относительно шестерни как показано на рис 3.1.

Рис. 3.1. Внесенные в сборку компоненты

Теперь с помощью построения дополнительной геометрии расположим внесенные компоненты нужным образом.

Внесенная первоначально в сборку деталь автоматически фиксируется в пространстве, о чем говорит появившаяся в дереве построения напротив этой детали буква ф (фиксированная). Для расположения второй детали относительно первой создадим ось, через которую будет проходить колесо и плоскости симметрии.

С помощью команды (ось конической поверхности) находящейся в разделе (вспомогательная геометрия) создадим ось, проходящую через центр шестерни. Для этого активизировав данную команду, укажем любую из цилиндрических или конических частей вала шестерни. Теперь построим плоскость параллельную плоскости ZX шестерни. Раскроем список элементов шестерни, щелкнув на “+” в дереве построения около данной детали. Указав плоскость ZX (рис. 3.1, 3.2) выберем команду (смещенная плоскость). Зададим расстояние равное нашему межосевому расстоянию = 90 мм. Построим плоскость . С помощью команды (ось на пересечении плоскостей) построим ось колеса редуктора. Для этого выберем только что построенную плоскость и плоскость ZY находящуюся в дереве построения шестерни.

Рис. 3.2 Плоскости шестерни ZX в различных отображениях дерева построения.

Установим колесо на созданную ось. В режиме (сопряжения) выберем команду (соосность), укажем построенную ось и любую цилиндрическую или коническую поверхность вала колеса, в результате чего колесо переместится на место построенной оси. Теперь с помощью команды (совпадение объектов) сопряжем плоскости шестерни и колеса, выбрав построенные ранее в деталях плоскости симметрии выбрав их в дереве модели каждой из деталей. Для того чтобы не было пересеченья зубьев, используя команду (под углом) развернем зубчатое колесо относительно шестерни на 2. Для этого выберите в дереве построения плоскости ZX или ZY принадлежащие каждой из деталей и задайте требуемый угол.

Рис. 3.3. Сборка.

Проконтролируйте, чтобы валы и зацепление колес были расположены как на рис. 3.3. В случае, если они направлены в одну сторону, зайдите в дереве построения в редактирование сопряжений. Правой кнопкой щелкните на сопряжении Совпадение… и выберите Редактировать. В панели свойств измените ориентацию на обратную и нажмите . В результате чего, колесо изменит направление, но появится ошибка в сопряжении Соосность… Для того, чтобы исправить появившуюся ошибку таким же образом проведите редактирование соосности изменив ориентацию на Прямую.

Теперь используя элементы внесенных деталей, создадим нижнюю часть корпуса редуктора.

Рис. 3.4. Грани выделяемые для создания нижней части корпуса редуктора.

1 – грань ступени вала, 2, 3, 4, 5 – ребра шестерни и колеса.

Перейдем в режим редактирования сборки . Выделите грань 1 (рис. 3.4) на которую будет опираться корпус редуктора (Приложение рис.4) и нажмите кнопку (создать деталь). Назовем ее Корпус низ. Вся сборка окрасится в другой цвет и загорится кнопка (редактирование на месте). Для создания некоторых элементов конструкции корпуса, воспользуемся уже готовыми гранями установленных колес. Войдите в режим (геометрия) и нажмите (спроецировать объект). Спроецируйте грани 2 и 3 (будущие отверстия под вал в корпусе), а так же 4, 5 (ВНИМАНИЕ: при проецировании, указывайте только один раз проецируемые объекты, в противном случае будет получено несколько проекций на одной линии, в результате чего, некоторые команды работы с эскизами могут выдавать ошибки). Нажмите клавишу Esc. В результате на плоскости образованной поверхностью 1 будут спроецированы указанные ребра (Рис.3.5). Созданные окружности (назовем их 2’, 3’) полученные при проецировании ребер 2, 3 используем для создания в корпусе отверстий под крепления валов, а окружности (назовем их 4’, 5’) созданные проецированием ребер 4, 5 как вспомогательные при построении корпуса.

Рис.3.5 Спроецированные ребра

Построим верхнюю часть крышки корпуса редуктора. Для этого с помощью команды (эквидистанта кривой) выделите окружность 5’. В панели свойств установите Тип (с правой стороны), новая окружность должна быть описанной вокруг старой (в случае если у вас новая окружность вписывается в старую установите Тип – с левой стороны), Радиус 2 (Радиус 1) измените на 14. Постройте полученную окружность. Тоже самое проделайте с окружностью 4’ задав значение радиуса 12. С помощью команды (отрезок, касательный к 2 кривым) соединим последние построенные 2 окружности выделив их в произвольном порядке. Нажмите 2 раза в результате чего будут построены 2 касательные к данным окружностям.

Выделите первоначальные проекционные окружности 4’, 5’. В появившейся контекстной инструментальной панели , установите стиль Вспомогательная. В результате этого данные кривые окрасятся в серый цвет и в расчете при построении корпуса участвовать не будут.

Рис. 3.6 Удаляемые кривые

1, 2, 3 – удаляемые части окружностей

Войдите в режим (редактирование), выберите команду (усечь кривую) и выделите указанные на рис. 3.6 части окружностей 1, 2, 3. В результате чего у нас останется только непрерывное кольцо внешнего контура. Выйдите из режима Эскиз нажав кнопку . Сохраните деталь. При предложении перестроить сборку нажмите Да.

Войдите в режим Редактирование детали . Для преобразования эскиз в твёрдое тело крышки редуктора, в дереве построения выберите построенный эскиз и нажмите загоревшуюся кнопку (операция выдавливания). Задайте на панели свойств Расстояние 1 равное 2 мм (проследите, чтобы эскиз выдавливался в противоположную сторону от зубчатых колес). Создайте объект.

Теперь построим боковую стенку корпуса. Выделите поверхность 1 рис. 3.7 и войдите в режим Эскиз . Активизируйте команду (спроецировать объект) раздела Геометрия и укажите последовательно ребро 2. В режиме Редактирование детали выберите (операцию выдавливания). В панели свойств установите (до поверхности) и в дереве построения укажите построенную ранее плоскость симметрии зубчатого колеса. Перейдите на закладку (Тонкая стенка) и выберите Тип построения тонкой стенки (внутрь), Толщину стенки 2 установите равную 2 мм. Создайте объект.

Рис. 3.7 Выделяемые плоскости и грани для построения боковой стенки корпуса.

1 – поверхность корпуса редуктора, 2 – ребро.

На обратной стороне корпуса построим две упрочняющие бобышки под валы шестеренок (рис. 3.8). Создайте на ней эскиз и спроецируйте на плоскость два отверстия под валы. С помощью Эквидистанты кривой построите две описывающие окружности большую радиусом 12, а меньшую 10. С помощью Выдавливания в режиме (на расстояние) выдавите бобышку на 3 мм выставив в закладке Тонкая стенка  Тип построения тонкой стенки (нет). Теперь создадайте уклон бобышек. Выберите команду (уклон) находящуюся в режиме Редактирование детали. Выделите поверхность 1, на которой строились бобышки (Рис. 3.8), а затем, укажите боковые поверхности бобышек 2. Установите (уклон наружу), а Угол равный 15. Создайте объект .

Рис.3.8. Построение бобышек

1 – поверхность построения; 2 – боковые поверхности бобышек

Для удобства построения корпуса, выйдем с режима (редактирование на месте). Щелкните правой кнопкой мыши в дереве построения на строке детали корпуса и выберите из списка Редактировании в окне. В результате чего он откроется в новом окне.

Рис. 3.9 Выбор граней и ребер для дальнейшего построения детали

1 – верхняя грань корпуса редуктора, 2, 3, 4, 5 – ребра.

Создадим фланец. Выберите плоскость 1 (рис. 3.9), войдите в режим эскиза и спроецируйте ребро 2. С помощью команды (собрать контур) объединим полученные кривые в одну, для этого в строке состояния установите режим (удалять исходные объекты) и щелкните один раз на любой части построенной кривой в результате чего, она должна мигнуть и с экрана исчезнут значки сопряжений.

Постройте эквидистанту спроецированной кривой (при выделении вся замкнутая кривая должна подсветиться красным цветом, если подсвечивается только ее часть, то щелкните на подсвеченной части правой кнопкой и выберите Перебор объектов после чего нажмите “пробел” в результате чего у вас должна подсветиться вся кривая). Установите Радиус 2 равный 15. Создайте кривую. Построенная эквидистантная кривая должна быть направлена наружу корпуса, в случае, если она направлена внутрь, измените радиус 2 на радиус 1. Выйдите из режима Эскиз. С помощью команды выдавливания постройте фланец, задав при выдавливании (обратное направление) чтобы выдавливаемая часть была направлена в сторону бобышек, Расстояние 2 задайте равное 2 мм. Тип построения тонкой стенки (нет). Создайте объект. Снимите фаски 0,5х45 на ребрах 3 рис. 3.9. Теперь построим скругления. Выделив ребра 2 и 4 (для того, чтоб не выделять все ребра по контуру, достаточно в панели свойств раздела скругления Параметры поставить галочку По касательным ребрам) задайте радиус 5 мм. На противоположных ребрах установите радиус 7 мм (Рис. 3.10).

Рис. 3.10. Верхняя крышка корпуса редуктора

Зададим свойство материала. Войдя в Свойство детали в разделе Наименование материала с помощью команды (выбрать из списка материалов) выберите Алюминиевые сплавы  Д16 ГОСТ 4784-97. В панели свойств измените цвет детали. Сохраните изменения.

Так как редуктор у нас симметричный, то в качестве верхней крышки используем только что созданную нижнюю крышку. Для этого добавим созданную крышку в сборку еще раз. Перед наложением сопряжений на деталь, с помощью команды (повернуть компонент) предварительно придайте ей требуемое положение. Наложим сопряжения, с помощью (соосность) совместите оба отверстия с валами, а с помощью команды (совпадение объектов) соедините между собой фланцы верхней и нижней крышек. В дереве построения переименуйте внесенную крышку – в Корпус верх. Напротив названия только что внесенной крышки редуктора в дереве построения будет отображаться (2), означающее, что данная деталь используется в сборке 2 раза.

Для контроля посадки и зазоров, сделаем сечение редуктора (рис. 3.11). В режиме Редактирование сборки выберите команду Сечение поверхностью. В дереве построения укажите в качестве поверхности сечения плоскость сборки ZY. После того, как вы убедились, что сборка проведена правильно, щелкните правой кнопкой на строке сечение поверхностью и выберите команду Исключить из расчета.

Рис. 3.11. Сечение редуктора плоскостью ZY.

Теперь нам необходимо закрепить крышки с помощью крепежа. Для этого просверлим во фланцах отверстия. Так как мы при сборке редуктора будем использовать одну и туже крышку (устанавливаемую на верхнюю и нижнюю части редуктора), то создание отверстий на фланце и их позиционирование непосредственно при изготовлении крышек не очень удобно. Наиболее оптимальным методом в связи с этим является метод их сверления непосредственно при сборке редуктора (данные отверстия не будут отображаться в деталировке крышки). Для этого выделите плоскость 1 рис. 3.12 и войдите в сборке в режим Эскиз. Спроецируйте ребро 2, и постройте эквидистантную кривую 3 радиусом 5 через которую будут проходить центра будущих отверстий. Постройте на этой кривой, на оси симметрии редуктора (как показано на рис. 3.12)¹ с помощью привязки Середина окружность диаметром 4. Теперь с помощью массива размножьте по кривой созданное отверстие. Выделите эту окружность и в режиме редактирования, нажмите (копия по кривой), укажите центр окружности и выберите направляющую 3. Задайте Шаг равный 60 и Количество копий - 10 установите режим (удалять исходный объект). Укажите начальную точку на кривой – центр окружности. Выделите кривые 2, 3 и сделайте их вспомогательными.

С помощью (вырезать выдавливанием) проделайте отверстия, предварительно установив в панели свойств (до поверхности) указав в качестве поверхности до которой будет производиться выдавливание обратную часть фланца низа корпуса. Двойным кликом в дереве построения на получившихся отверстиях переименуйте их в Отверстия для крепежа корпуса.

Рис. 3.12 Создание копий по кривой.

1 – плоскость построения эскиза, 2 – проекционное ребро, 3 – эквидистантная кривая, 4 – копируемая окружность.

Установите в полученные отверстия крепеж.

Войдите в Менеджер библиотек , выберите Машиностроение  Библиотека крепежа для КОМПАС-3D  Болты  Болты с шестигранной головкой. Установите ГОСТ 7805-70 (рис. 3.13а), Диаметр 4, Длину 10 в строке Создать объект спецификации поставьте галочку. Нажмите ОК. Для установке болта на место, укажите соприкасающуюся с головкой болта поверхность фланца 1 (рис. 3.14) и отверстие 2 (указывайте то отверстие, которое являлось родительским по отношению к полученным с помощью массива, это связано с тем, что мы задавали определенное расстояние между отверстиями и расстояние между последним и первым отверстием могут не совпадать). Нажмите (создать объект). Нажмите ОК для создания объекта спецификации.

а б

Рис. 3.13. Меню настройки: а – болтов, б – гаек.

Рис. 3.14 Установка крепежа

1 – поверхность фланца, 2 – установочное отверстие

Внесем в сборку шайбу. Войдите Машиностроение  Библиотека крепежа  Шайбы  Шайбы пружинные. В строке Тип выберите Нормальные, Диаметр стержня установите 4 мм, поставьте галочку в строке Создать объект спецификации. Внесите ее в сборку и установите таким же образом с другой стороны фланца на болт (указав поверхность фланца и ножку болта).

Теперь построим гайку Машиностроение  Библиотека крепежа  Гайки  Гайки шестигранные. Из выпадающего списка Тип выберите Нормальные, установите Диаметр равный 4.0 и поставьте галочку в строке Создать объект спецификации (рис. 3.13б). Нажмите ОК и внесите ее в сборку, установив на только что внесенной пружинной шайбе, при появлении окна Объект спецификации нажмите ОК. Выйдите из Менеджера библиотек.

Чтоб не производить установку крепежа во все отверстия вручную воспользуемся командой (массив вдоль кривой). Предварительно создадим кривую, по которой будем строить массив. Выделите грань 1 (рис. 3.15) и войдите в режим Эскиза. Постройте направляющую кривую 2 по аналогии как в рис. 3.12 сделав полученную предварительно проекционную кривую вспомогательной. На построенной кривой, создайте точку 3. Выйдите из эскиза.

Рис. 3.15 Построение кривой для массива

1 – поверхность для построения кривой, 2 – кривая

Рис. 3.16 Построение кривой для массива

2 – кривая, 3 - точка.

Теперь с помощью массива можно установить крепежные элементы в отверстия. Активизируйте команду (массив вдоль кривой). Выберите в дереве построения Болт, Шайбу и Гайку. На панели свойств в закладке Параметры нажмите значок (кривые) и в дереве построения выберите эскиз с построенной кривой. Нажмите загоревшуюся кнопку (начальная точка цепочки кривых 2) и укажите построенную нами точку 3. В строке Количество поставьте 10 выбрав Способ (по шагу) и задав Шаг равный 60 выставив в (сохранять исходную ориентацию) и установив Обратное направление. Создайте массив. В дереве построения нажмите правой кнопкой на эскизе кривой, по которой создавался массив и выберите команду Скрыть (рис. 3.16).

Рис. 3.16 Редуктор.