Примечание. Дистрибутив этой библиотеки находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Programs\Редуктор-3D V2.3 (rus)

Дистрибутив этой библиотеки находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Programs\Редуктор-3D V2.3 (rus). Для установки модуля необходимо запустить файл инсталляции install.exe. После установки библиотеки подключите сам файл библиотеки к КОМПАС так, как было описано выше.

После запуска библиотеки появится главное окно программы (рис. 5.28), в левой части которого находится панель выбора типа проектируемого изделия (текущий отображается в цвете, два другие – черно-белые), а в правой – область для ввода исходных данных и области результатов расчета.

Рис. 5.28. Главное окно библиотеки Редуктор-3D V2.3

 

Исходные данные включают в себя всего четыре параметра (вводятся в области Исходные данные):

• вращающий момент на ведомом валу редуктора;

• угловая скорость ведомого вала;

• передаточное число редуктора;

• режим работы редуктора.

Далее для каждого возможного типа одноступенчатых редукторов вы можете установить (выбрать) некоторые специфические параметры по своему усмотрению (КПД передачи, количество зубьев шестерни, материалы зубчатой или червячной пары и т. п.).

В качестве примера попробуем создать с помощью этой библиотеки цилиндрический редуктор по исходным данным, которые мы использовали при разработке чертежа редуктора в гл. 2 и его трехмерной модели в гл. 3:

• вращающий момент на выходном валу редуктора – 1200 Н · м;

• необходимая частота вращения вала – 15 рад/с;

• режим загруженности агрегата – средний;

• передаточное число редуктора U (выбирается из раскрывающегося списка в области Исходные данные) – 3, 55;

• коэффициент полезного действия цилиндрического косозубого зацепления – 0,97;

• коэффициент ширины зубчатого венца? ba – 0,6;

• количество зубьев шестерни z ш – 20 шт.;

• угол наклона линии зуба? – 15°;

• материал шестерни – сталь 40, нормализация;

• материал колеса – сталь 50, нормализация.

Тип зацепления (косозубое) устанавливается нажатием соответствующей кнопки в группе кнопок-переключателей Тип зацепления. Значения КПД зацепления, коэффициента ширины зубчатого венца, угла наклона линии зуба задаются путем перетаскивания соответствующих каждому параметру ползунков в области Расчет параметров зубчатого зацепления. Пределы прокрутки ползунков (то есть их диапазон) отвечают граничным или рекомендуемым значениям того или иного параметра. Таким образом, пользователь защищен от ошибок при расчете, обусловленных неверно введенным значением.

Фактически, после задания передаточного числа редуктора программа уже произвела расчет механизма. При изменении какого-либо параметра (с помощью ползунков или раскрывающихся списков) библиотека тут же пересчитает все остальные параметры редуктора. Валы и подшипники рассчитываются и подбираются автоматически.

Задав исходные данные и отредактировав характерные параметры для данного типа редукторов, можно приступать к построению (кнопка Начать построение). После начала построения на экране появится мастер Параметры построения и сборки (рис. 5.29). На вкладках данного окна необходимо указать директорию для сохранения файлов сборки редуктора, определить, нужно ли создавать текстовый файл с информацией о спроектированном редукторе, а также задать параметры сборки (состав сборки: полная или нет, с разрезами, ортогональными плоскостями или вырезами).

Рис. 5.29. Окно мастера Параметры построения и сборки, в котором можно задавать состав, разрезы или сечения

 

Завершающим этапом работы мастера является построение трехмерной модели рассчитанного редуктора: сначала одна за другой строятся модели всех деталей редуктора, потом они собираются в сборку.

Все построение в зависимости от мощности компьютера, сложности редуктора (тип, количество зубьев на колесе и т. п.) занимает от 2 до 4 минут. Сколько бы вы потратили на формирование такой сборки вручную (рис. 5.30), даже имея достаточный опыт работы в КОМПАС? Наверное, не меньше двух дней. Это еще не учитывая проектного и проверочного расчетов, которые программа выполняет за считанные секунды.

Рис. 5.30. Трехмерная модель одноступенчатого редуктора, созданная с помощью библиотеки Редуктор-3D V2.3

 

Сравните модель, сгенерированную библиотекой Редуктор-3D, и созданную нами в гл. 3 и убедитесь, что существенных различий нет. Файл сборки и всех деталей редуктора, созданного прикладной библиотекой, размещены в папке Examples\Глава 5\Редуктор (примеры)\3D\1 прилагаемого к книге компакт-диска.

В заключение приведу примеры сборок еще двух редукторов, смоделированные с помощью этой библиотеки.

• Редуктор конический (рис. 5.31). Спроектирован для исходных данных:

· вращающий момент на выходном валу – 800 Н · м;

· частота вращения выходного вала – 25 рад/с;

· режим загруженности – средний;

· передаточное число редуктора – 2,8;

· коэффициент передачи – 0,96;

· количество зубьев шестерни – 24 шт.;

· материал шестерни – сталь 40, нормализация;

· материал колеса – сталь 45, нормализация;

· полная сборка, разрез №1.

Рис. 5.31. Редуктор конический одноступенчатый

 

• Редуктор червячный (рис. 5.32). Спроектирован для таких исходных данных:

· вращающий момент на выходном валу – 2000 Н · м;

· частота вращения выходного вала – 2,5 рад/с;

· режим загруженности – тяжелый;

· передаточное число редуктора – 20;

· размещение червяка – верхнее;

· коэффициент передачи – 0,82;

· количество заходов червяка – 2;

· степень точности передачи – 8;

· коэффициент диаметра червяка – 8;

· материал венца червячного колеса – БрО10Ф1;

· полная сборка, разрез №1.

Рис. 5.32. Редуктор червячный одноступенчатый

 

Файлы обоих редукторов вы можете загрузить с прилагаемого к книге компакт-диска. Они находятся в папке Examples\Глава 5\Редуктор (примеры)\3D.

С помощью библиотеки Редуктор-3D и Библиотеки муфт можно очень легко создавать сборки различных приводов, состоящих из одноступенчатого редуктора и муфт на его валах (рис. 5.33).

Рис. 5.33. Машиностроительный привод, состоящий из цилиндрического редуктора, упругой втулочно-пальцевой муфты и муфты с торообразной резиновой оболочкой

 

Модель редуктора с муфтами, показанная на рис. 5.33, находится в папке Examples\Глава 5\-REDUCER прилагаемого к книге компакт-диска.

При создании такой модели намного больше времени ушло на наложение сопряжений между муфтами и соответствующими им валами, чем на само построение механизмов с помощью прикладных библиотек. В целом выполнение сборки такого привода не превысило 5 минут. Подумайте, сколько бы вы потратили времени, рассчитывая и моделируя редуктор, отыскивая в ГОСТ размеры нужных муфт и создавая по отдельности каждую деталь. В КОМПАС-3D вы избавлены от этой рутинной работы.

Резюме

В этой главе описаны разнообразные приложения к системе КОМПАС-3D, коротко рассказано об их применении и возможностях.

Главная цель такого обзора библиотек – показать значение применения прикладных утилит для улучшения качества и ускорения автоматизированного проектирования. В начале главы было рассказано о работе с несколькими конструкторскими приложениями (КОМПАС-SHAFT 3D, КОМПАС-SHAFT 2D, КОМПАС-SPRING, Система распознавания 3D-моделей), с которыми читатель не сталкивался в предыдущих главах. Далее с учетом того, что не всегда стандартные библиотеки могут удовлетворить запросы всех пользователей, были рассмотрены некоторые пользовательские библиотеки, распространяемые бесплатно. Более подробно описаны проекты (прикладные библиотеки), которые разработал я, – Редуктор-2D и Редуктор-3D. Эти утилиты позволяют легко и быстро рассчитывать одноступенчатые редукторы и строить их чертеж или трехмерную модель.

Полагаю, что после прочтения главы можно с уверенностью утверждать, что любая система проектирования и моделирования, претендующая на титул современной, не может считаться системой высокого уровня, если она не имеет солидного багажа подключаемых модулей, всесторонне расширяющих ее стандартный инструментарий. КОМПАС-3D предоставляет большое количество способов для расширения своих возможностей за счет как стандартных приложений, так и модулей, созданных пользователями.

Глава 6 Расширение возможностей системы

• Создание библиотек фрагментов и моделей

• Создание библиотек шаблонов

• Создание библиотек с помощью КОМПАС-Макро

• КОМПАС-Мастер

• Резюме

 

Каким бы большим ни был набор библиотек к графической системе, он все равно не сможет охватить все множество различных отраслей промышленности и в полной мере удовлетворить требованиям всех категорий пользователей. Это характерно не только для инженерной графики, моделирования или автоматизации производства. В наше время, когда стало нормой внедрять информационные технологии везде, сфера их использования бывает иногда значительно шире их же возможностей. Спектр задач конструирования стал настолько обширным, что решение некоторых из них как стандартными, так и прикладными средствами, предоставленными компанией-разработчиком программного обеспечения, может отнимать много времени и быть нерациональным, а иногда даже невозможным.

Огромное количество различных по своей сути технологий, использующих САПР, – это первая причина, почему любая из современных CAD-систем должна быть максимально открытой и обязательно включать в себя инструменты для создания пакета пользовательских библиотек. Еще одним фактором является ориентация на спрос на рынке. Если 90 из 100 предприятий, использующих, например, КОМПАС, заняты тяжелым машиностроением, а остальные 10 – выпуском медицинского оборудования, то разработчики прикладных библиотек для КОМПАС (как и самого КОМПАС) в первую очередь ориентируются на тех, кто проектирует машиностроительные агрегаты.

Возникает вопрос: а что же делать тем предприятиям и проектным организациям, которые со своими специфическими требованиями не попадают под большинство, и их не устраивают стандартные библиотеки КОМПАС? На самом деле проблемы нет – они могут делать библиотеки сами!

Создать собственную библиотеку можно одним из четырех способов:

• организовать библиотеку параметризированных фрагментов (эскизов) или моделей на основе базовых возможностей системы КОМПАС-3D;

• создать библиотеку шаблонов с помощью специального приложения – Менеджера шаблонов;

• использовать специальную макросреду КОМПАС-Макро для подготовки пользовательского приложения;

• применить инструментальные средства КОМПАС-Мастер, то есть собственно написать (создать при помощи программирования) библиотеку неограниченной сложности. С использованием КОМПАС-Мастер были разработаны библиотеки Редуктор-2D и Редуктор-3D, описанные в предыдущей главе.

Выбор подходящего варианта зависит, в первую очередь, от поставленных целей и от вашего представления о будущей библиотеке: какая она должна быть, что будет делать (создавать, редактировать, выполнять какие-либо другие действия), насколько мощными и гибкими должны быть ее функции. Имеет немалое значение и уровень вашей подготовки как разработчика. Несложные библиотеки не требуют почти никаких специальных знаний, но и функционал у них будет простой. Он ограничится лишь вставкой заранее подготовленных типовых моделей или чертежей в сборку или на лист. Создание более сложных пользовательских библиотек уже будет требовать определенных навыков (иногда из совсем другой предметной области, в частности, программирования), причем чем сложнее будет проектируемая библиотека, тем более глубокие знания вам понадобятся.

Под сложностью библиотеки следует понимать уровень автоматизации тех конструкторских решений, которые будут реализованы в создаваемом приложении. Однако не стоит думать, что чем более автоматизированной получится библиотека, тем она будет лучше. Это не всегда так, особенно если ваше творение будут применять на практике другие люди. Слишком автоматизированные библиотеки не оставляют места инициативе и не дают возможность варьировать решения, а это очень плохо – не нужно, чтобы ваш модуль старался быть умнее конструктора, его использующего.

Создание библиотек фрагментов и моделей

Для создания этого типа библиотек вам не потребуется никаких специальных навыков, кроме умения работать в КОМПАС-График или КОМПАС-3D. Библиотеки фрагментов или моделей формируются с помощью стандартных инструментов, предназначенных для работы с подключаемыми модулями, и могут содержать в себе как простые изображения, так и сложные параметрические эскизы и модели.

Суть разработки таких библиотек состоит в том, чтобы дать возможность каждому проектировщику сформировать свой набор наиболее используемых типовых элементов, чтобы облегчить к ним доступ при разработке новых чертежей или моделей. Однажды построенное и сохраненное изображение можно будет многократно использовать в каждом новом чертеже или эскизе, что избавит вас от необходимости тратить время на частое рисование типовых элементов.

Библиотека фрагментов (файл с расширением LFR) или библиотека моделей (файл L3D) могут включать в себя неограниченное количество подразделов, а каждый раздел может вмещать сколько угодно эскизов или деталей.

Создать свою библиотеку фрагментов совсем несложно. Для этого в окне менеджера библиотек нужно воспользоваться командой контекстного меню Добавить описание → библиотеки документов. В появившемся диалоговом окне открытия библиотеки следует выбрать тип файла: КОМПАС-Библиотеки фрагментов (*.lfr), если вы создаете хранилище для чертежей или эскизов, или КОМПАС-Библиотеки моделей (*.l3d), для наполнения будущей библиотеки 3D-моделями. Далее в поле Имя файла необходимо набрать название вашей библиотеки и нажать кнопку Открыть. Поскольку самого файла библиотеки фрагментов еще не существует, система выдаст запрос, создавать ли его, на который следует ответить утвердительно. В результате в окне менеджера библиотек должна появиться ваша библиотека, пока еще пустая. После ее запуска в ней можно помещать новые разделы, добавлять или формировать фрагменты и модели с помощью команд контекстного меню.

Создадим небольшую библиотеку параметризированных фрагментов. Пусть она будет содержать всего один, но весьма полезный и часто используемый в чертежах элемент, – профиль шпоночного паза.

Разумеется, сначала необходимо вычертить и параметризировать само изображение паза. Для этого создайте документ КОМПАС-Фрагмент, сохраните его куда-нибудь на жесткий диск. Включите в этом документе параметризацию ввода графических объектов (если вы помните, по умолчанию при вводе объектов в графических документах параметризация отключена). Чтобы включить автоматическую параметризацию при вводе, выполните команду Сервис → Параметры, после чего на вкладке Текущий фрагмент появившегося диалогового окна в разделе Параметризация установите флажки для всех типов объектов и операций (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Включение автоматической параметризации для текущего фрагмента

 

Далее, пользуясь вспомогательной геометрией, самостоятельно вычертите изображение шпоночного паза так, чтобы его геометрический центр совпадал с началом координат фрагмента (рис. 6.2). В начале координат установите графический объект точка (команда Точка) и зафиксируйте ее. Чтобы зафиксировать точку, нажмите кнопку Зафиксировать точку

на панели инструментов Параметризация. В результате к началу координат можно будет привязывать размеры (чтобы после любых их изменений и перестроений изображения центр паза всегда совпадал с центром координат фрагмента).

Рис. 6.2. Параметрическое изображение профиля шпоночного паза