1.3 Создание трёхмерной модели блока зубчатых колёс

Для создания трёхмерной модели блока зубчатых колёс удобнее всего воспользоваться дополнительной библиотекой для АСКОН КОМПАС 3D «Машиностроение». Чтобы вызвать эту библиотеку нужно в панели меню раскрыть меню «Сервис» и выбрать пункт «Менеджер библиотек» (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10. Местонахождение пункта «Менеджер библиотек» в КОМПАС 3D

В нижней части окна появится новое поле «Менеджер библиотек», в котором в виде дерева представлены все установленные библиотеки. Создание зубчатых колёс осуществляется с помощью библиотеки «Shaft-3D», которая находится в группе «Расчёт и построение» (рисунок 1.11). Щелкнув два раза по нужной библиотеке левой кнопкой мыши (или поставив галочку напротив нужной библиотеки), в менеджере библиотек откроется новая вкладка выбранной библиотеки. В самой библиотеке нужно выбрать группу «Механические передачи» и подгруппу «Шестерня цилиндрическая с внешними зубьями» (рисунок 1.12).

Рисунок 1.11. Выбор библиотеки «Shaft-3D»

Рисунок 1.12. Выбор подгруппы «Шестерня цилиндрическая с внешними зубьями»

После запуска выбранного пункта библиотеки, панель свойств изменится для ввода параметров шестерни. Сначала откроется панель позиционирования, где указывается плоскость, относительно которой будет строиться шестерня, а так же угол и направление поворота шестерни относительно плоскости (рисунок 1.13).

Рисунок 1.13. Панель свойств – вкладка «Позиционирование»

Выберем плоскость XY. Это можно сделать, щёлкнув по плоскости XY в основной рабочей области или выделив её в дереве модели.

После выделения панель свойств автоматически перейдёт на вкладку параметры (рисунок 1.14).

Рисунок 1.14. Панель свойств – вкладка «Параметры»

На ней можно выбрать тип зацепления, рассчитать параметры зубчатого колеса, выбрать направления спирали зуба, указать параметры фаски и просмотреть изображение зубчатого колеса на чертеже.

Построим первое зубчатое колесо. Для этого во вкладке «параметры» выберем «Расчёт в модуле «КОМПАС-GEARS»» ( ). Появится окно «Расчёты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления» (рисунок 1.15).

Рисунок 1.15. Окно «Расчёты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления»

Выберем «Геометрический расчёт». Откроется окно «Геометрический расчёт» (рисунок 1.16). Введём в поля нужные данные, а именно число зубьев ведущего и ведомого колеса, модуль, угол наклона зубьев, ширина зубчатого венца. Коэффициент смещения исходного контура рассчитывается автоматически при нажатии кнопки «Рассчитать» ( ) – рядом с полем ввода (но его можно ввести вручную). Диаметр ролика (шарика) вала выбирается из выпадающего меню при нажатии кнопки «Рассчитать» ( ) – в том же меню указывается рекомендуемое значение данного параметра (рисунок 1.17).

Рисунок 1.16. Окно «Геометрический расчёт», страница 1

Рисунок 1.17. Меню выбора диаметра ролика (шарика)

Затем выбираем вид обработки и характеристику инструмента.

После ввода в поля нужных данных, переходим на страницу 2 в окне «Геометрический расчёт» и нажимаем кнопку «Расчёт» ( ) (рисунок 1.18).

Рисунок 1.18. Окно «Геометрический расчёт», страница 2

После этого рассчитанные данные автоматически заносятся в поля «Расчётный внешний диаметр вершин зубьев» и «Диаметр вершин зубьев со срезом», а возможные ошибки расчёта выводятся в поле «Ход расчёта». Расчёт завершен и выход из окна «Геометрический расчёт» осуществляется с помощью кнопки «Закончить расчёты» ( ). До выхода из окна «Геометрический расчёт» можно записать данные и результаты расчёта в файл или просмотреть результаты расчёта.

После выхода из окна «Геометрический расчёт», следует в панели свойств указать настройки фаски (рисунок 1.19), а за тем перейти во вкладку «Свойства» и в состоянии ступени выбрать «Строить все зубья» ( ).

Рисунок 1.19. Редактирование параметров фаски

После этого можно завершить построение зубчатого колеса, нажав кнопку «Создать объект» ( ) или зажав комбинацию клавиш Ctrl+Enter.

Спустя некоторое время (в зависимости от конфигурации компьютера) на основной рабочей области появится построенное зубчатое колесо (рисунок 1.20).

Рисунок 1.20. Построенное зубчатое колесо

Для дальнейшего построения необходимо перейти в режим эскиза. Сначала выделяется поверхность, которая будет плоскостью для эскиза. Для этого нужно навести курсор на поверхность, и щёлкнуть левой кнопкой мыши. Выбранная поверхность выделяется зелёным цветом. В данном случае плоскостью будет поверхность шестерни (рисунок 1.21).

Рисунок 1.21. Выделение поверхности шестерни

После этого на панели инструментов «Текущее состояние» нужно нажать кнопку «Эскиз» ( ) и программа развернёт деталь нормально к выбранной поверхности (рисунок 1.22)

Рисунок 1.22. Режим эскиза

В режиме эскиза нужно построить окружность. Для этого воспользуемся инструментом «Окружность» ( ) на панели «Компактная панель». В изменившейся панели свойств можно указать свойства строящейся окружности, а именно: координаты точки центра, радиус или диаметр, а так же настроить параметры отображения осей и тип линии окружности (рисунок 1.23).

После завершения построения окружности нужно выйти из режима эскиза (нажав кнопку «Эскиз» ( )). Деталь вернётся в исходное состояние до перехода в режим эскиза, но на её поверхности появится окружность, которая была начерчена в режиме эскиза (рисунок 1.24).

Рисунок 1.23. Построение окружности

Рисунок 1.24. Деталь после построения эскиза

Теперь можно построить цилиндр, используя операцию выдавливания. Для этого нужно воспользоваться инструментом «Операция выдавливания» ( ), находящаяся на панели инструментов «Компактная панель». В изменившейся панели свойств можно выбрать направление, способ построения, направление и угол наклона выдавливания (рисунок 1.25).

Рисунок 1.25. Операция выдавливания

После ввода нужных параметров можно применить операцию выдавливания (рисунок 1.26).

Рисунок 1.26. Результат операции выдавливания

Для построения следующего зубчатого колеса необходимо в библиотеке «Shaft-3D» выбрать «Шестерня цилиндрическая с внешними зубьями». На панели свойств нужно выделить поверхность, от которой будет строиться новое зубчатое колесо. Нужной поверхностью будет поверхность, полученная в результате выдавливания. Однако для дальнейшего построения так же потребуется указать точку, от которой будет осуществляться построение. Это можно сделать с помощью кнопки на панели свойств – «Создать и выбрать точку» ( ). В процессе создания точки необходимо будет указать координаты точки (рисунок 1.27).

Рисунок 1.27. создание точки, необходимой для построения зубчатого колеса

Ввод параметров зубчатого колеса осуществляется в окне «Геометрический расчёт» (рисунок 1.28).

Рисунок 1.28. Окно «Геометрический расчёт» - Страница 1

После ввода в поля нужных данных, переходим на страницу 2 в окне «Геометрический расчёт» и нажимаем кнопку «Расчёт» ( ) (рисунок 1.29).

Рисунок 1.29. Окно «Геометрический расчёт», страница 2

После этого рассчитанные данные автоматически заносятся в поля «Расчётный внешний диаметр вершин зубьев» и «Диаметр вершин зубьев со срезом». Расчёт завершен и выход из окна «Геометрический расчёт» осуществляется с помощью кнопки «Закончить расчёты» ( ). После выхода из окна «Геометрический расчёт», следует в панели свойств указать параметры фасок (рисунок 1.30), а за тем перейдя во вкладку «Свойства», в состоянии ступени выбрать «Строить все зубья» ( ).

Рисунок 1.30. Параметры фаски второго зубчатого колеса

После этого можно завершить построение второго зубчатого колеса. Через некоторое время на детали появится новое зубчатое колесо (рисунок 1.31).

Рисунок 1.31. Деталь с построенным вторым зубчатым колесом

Для следующей операции потребуется войти в режим эскиза. В качестве плоскости нужно выбрать получившуюся поверхность второго зубчатого колеса (рисунок 1.32).

Рисунок 1.32. Выбор плоскости эскиза

В режиме эскиза нужно нарисовать окружность (рисунок 1.33)

Рисунок 1.33. Изображение окружности в режиме эскиза

После этого можно выйти из режима эскиза

Теперь можно воспользоваться операцией выдавливания (рисунок 1.34).

После применения операции выдавливания следует выделить получившуюся поверхность и перейти в режим эскиза (рисунок 1.35).

В режиме эскиза следует построить окружность (рисунок 1.36).

Сделав это можно выйти из режима эскиза.

Используем операцию выдавливания (рисунок 1.37)

У получившегося путём выдавливания цилиндра выделяем поверхность и переходим в режим эскиза. В нём рисуется окружность (рисунок 1.38).

Рисунок 1.34. Определение параметров операции выдавливания

Рисунок 1.35. Выделение поверхности для режима эскиза

Рисунок 1.36. Построение окружности в режиме эскиза

Рисунок 1.37. Применение операции выдавливания

Рисунок 1.38. Создание окружности в режиме эскиза

Выйдя после построения окружности из режима эскиза, используем операцию выдавливания (рисунок 1.39)

Рисунок 1.39. Использование операции выдавливания

Переходим к построению третьего зубчатого колеса. Для этого снова воспользуемся библиотекой «Shaft-3D».

Для построения зубчатого колеса не потребуется создавать новую точку – можно воспользоваться точкой, созданной при построении второго зубчатого колеса. Плоскостью построения будет являться поверхность, полученная в результате последнего выдавливания эскиза (рисунок 1.39).

Рисунок 1.40. Выбор точки и плоскости построения зубчатого колеса

Вызовем окно «Геометрический расчёт» и ведём в него необходимые параметры (рисунок 1.41).

Рисунок 1.41. «Геометрический расчёт» страница 2

Затем проведём расчёт параметров зубчатого колеса на странице 2 окна «Геометрический расчёт» (рисунок 1.42)

Рисунок 1.42. «Геометрический расчёт» страница 2

После завершения расчётов можно выйти из окна «Геометрический расчёт», указать параметры фаски и состояния ступени и приступить к созданию зубчатого колеса.

Полученная деталь показана на рисунке 1.43

Рисунок 1.43. Изображение полученной детали

После создания третьего зубчатого колеса можно приступить к созданию отверстия. Для этого нужно выделить поверхность третьего зубчатого колеса и войти в режим эскиза (рисунок 1.44).

Рисунок 1.44. Режим эскиза. Контур будущего отверстия

Для создания отверстия данной формы следует воспользоваться инструментами построения окружности, отрезка и усечения прямой. Инструменты построения отрезка и окружности могут быть найдены на компактной панели в инструментальной панели «Геометрия». Инструмент «Усечение прямой» ( ) находится в инструментальной панели «Редактирование». Данный инструмент позволяет обрезать указанную линию до пересечения с другой линией.

После создания формы отверстия можно выйти из режима эскиза.

Для вырезания отверстия в детали воспользуемся инструментом «Вырезать выдавливанием» ( ). Панель свойств в нижней части экрана похожа на панель свойств при использовании инструмента «Операция выдавливания». Если отверстие должно быть сквозным, то в поле «Расстояние 1» нужно ввести величину большую длины детали или в способе построения выбрать «Через всё» ( ) или «До ближайшей поверхности» ( ). После выбора всех необходимых параметров можно применить операцию (рисунок 1.45).

Рисунок 1.45. Деталь после применения операции выдавливания

Получившийся в результате всех операций блок зубчатых колёс показан на рисунке 1.46.

Рисунок 1.46. Блок зубчатых колёс в АСКОН КОМПАС 3D