home   |   А-Я   |   A-Z   |   меню







Корпус редуктора

Корпусные детали механизмов (у нас это корпус и крышка редуктора) весьма сложны для моделирования из-за наличия различных конструктивных элементов: опорных лап, фланцев, бобышек, отверстий под крепежные болты и т. п. Более того, любая такая деталь (неважно, это корпус редуктора или самолета) кроме технологических должна отвечать определенным эстетическим требованиям, что еще более усложняет проектирование и моделирование изделия.

Известно, что чем сложнее деталь, тем больше способов для ее создания можно придумать. Очевидно, что способ для построения корпуса редуктора, предложенный в этой книге, далеко не единственный и, возможно, не самый лучший. Однако я считаю его самым простым и наиболее подходящим для обучения разработке действительно сложных моделей. Можете быть уверены: если вы самостоятельно и, главное, досконально разберетесь в приведенном примере, вы сможете создать любые другие детали.

Начнем, как обычно, с создания документа КОМПАС-Деталь, установки ориентации Изометрия XYZ и сохранения пока еще пустого документа в файл под именем Корпус.m3d.

Очень важно для столь больших и сложных моделей правильно выбрать часть детали, которая будет служить основанием в модели. Предлагаю в качестве основания принять фланец корпуса, потому что именно его длина и ширина определяют габариты корпуса, что позволит нам при дальнейшей разработке модели так или иначе от него отталкиваться.

1. Выделите плоскость ZX и запустите процесс создания эскиза на ней. Размеры фланцев корпуса мы проработали при выполнении чертежа редуктора. Можете построить их снова в эскизе (в гл. 2 это было детально описано), а можете скопировать изображение из чертежа (вида сверху). Если вы решили копировать изображение, привязываться нужно к точке начала координат вида (пересечение осей), поскольку мы будем строить корпус, как и другие детали, таким образом, чтобы сразу вставить его в сборку и не спрягать.

2. Перед продолжением работы эскиз нужно немного подправить. Во-первых, следует убрать изображение опорных поверхностей бобышек и мест крепления крышек подшипников – они будут формироваться позже. Во-вторых, следует оставить на фланце все изображения отверстий (отверстий именно во фланцах, а не в бобышках). В-третьих, весь эскиз необходимо повернуть на 90° против часовой стрелки. Полученный эскиз должен выглядеть как на рис. 3.71.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.71. Эскиз для формирования фланца корпуса


3. После завершения редактирования эскиза создайте фланец, выдавив эскиз с помощью команды Операция выдавливания в сторону, противоположную нормали, на расстояние 13 мм (толщина фланца корпуса). Лучше в поле Расстояние 2 на панели свойств ввести значение 13, 01, а не ровно 13. Это связано с тем, что в дальнейшем мы будем «приклеивать» к фланцу стенки и другие элементы корпуса, и будет лучше, если они будут немного пересекаться (при «приклеивании» встык позже могут возникнуть ошибки расчета геометрии модели, не зависящие от пользователя).

4. Перейдем к созданию стенок корпуса. Начнем с передней стенки. Выделите нижнюю плоскую грань фланцев и вызовите команду Эскиз. Привязываясь к уже существующей геометрии 3D-модели, постройте эскиз, показанный на рис. 3.72. Расстояние между параллельными линиями контура равно толщине стенки корпуса, то есть 8 мм. Закончите построение эскиза, отжав кнопку Эскиз на панели Текущее состояние.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.72. Эскиз профиля передней стенки редуктора


5. Теперь начните создание эскиза в плоскости ZY. Нарисуйте в нем кривую, очерчивающую изгиб передней стенки редуктора (рис. 3.73). Ее также можно скопировать с главного вида чертежа редуктора (так будет даже точнее). При создании этого эскиза необходимо учесть, что система, устанавливая ориентацию по нормали к плоскости эскиза, разворачивает модель вверх дном. Это значит, что изображения всех эскизов, размещенных в плоскости ZY или параллельных ей плоскостях (которые отвечают изображениям главного вида), придется рисовать симметрично относительно горизонтальной оси. Проще говоря, «вверх ногами».

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.73. Изгиб передней стенки редуктора: кривая на чертеже (а) и ее размещение в эскизе (б)


Внимание!

Начало траектории должно лежать точно в плоскости эскиза кинематической операции. Из этого следует, что если вы выдавили фланец на 13, 01 мм, то и ордината начала траектории во втором эскизе должна равняться 13, 01 мм. Не больше и не меньше (потому что эскиз лежит в нижней горизонтальной грани фланца). Иначе вы просто не сможете выполнить кинематическую операцию.

6. Создав эти два эскиза, нажмите кнопку Кинематическая операция панели Редактирование детали и постройте переднюю стенку редуктора. В качестве базового эскиза укажите профиль стенки, а в качестве траектории – только что созданную кривую-контур корпуса. В группе кнопок Движение сечения нажмите кнопку Параллельно самому себе. Создайте кинематическую операцию. В результате к фланцу редуктора будет «приклеена» его передняя стенка (рис. 3.74).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.74. Добавление передней стенки корпуса редуктора


7. Аналогично создайте и заднюю стенку корпуса редуктора. Эскиз кинематической операции будет иметь ту же форму, что и на рис. 3.72, только разместится на левой стороне фланца (в режиме редактирования эскиза – в нижней части эскиза). Направляющую можно скопировать с главного вида чертежа. Полученная стенка показана на рис. 3.75. Направляющие обеих операций кинематического «приклеивания» больше не будут использоваться, поэтому их можно спрятать.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.75. Добавление задней стенки корпуса редуктора


8. Теперь можно перейти к построению боковой стенки. Ее можно выполнить обычным выдавливанием на величину толщины стенок, просто заполнив материалом детали промежуток между задней и передней стенками корпуса. Эскиз операции выдавливания должен повторять контуры краев уже построенных стенок и фланца корпуса (рис. 3.76). Опорная плоскость эскиза – внутренняя торцевая грань фланца (вдоль его длинной стороны). Полагаю, вам будет несложно его построить.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.76. Эскиз для выдавливания боковой стенки корпуса редуктора


9. Завершив построение эскиза, выполните операцию выдавливания, установив обратное направление действия операции, а величину выдавливания равной 8 мм (рис. 3.77).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.77. Добавление боковой стенки корпуса редуктора


Вторую боковую стенку пока не создавайте, мы к ней приступим чуть позже.

10. Следующим шагом в построении модели корпуса будет создание мест крепления крышек подшипников. Вернитесь к чертежу редуктора и определите расстояние от внешней поверхности боковой стенки редуктора до опорной поверхности, на которую ложится торец крышки подшипника. Это расстояние составляет 40 мм. Создайте плоскость, смещенную наружу из корпуса редуктора, удаленную на указанное расстояние от внешней поверхности корпуса (напомню, для этого следует воспользоваться командой Смещенная плоскость).

Эту плоскость желательно сразу сделать невидимой. Создайте на этой плоскости эскиз, состоящий из полуокружности радиусом 100 мм (радиус крышки подшипника ведомого вала) с центром в точке начала координат и отрезка, соединяющего концы построенной дуги (рис. 3.78). Завершите создание эскиза.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.78. Эскиз для формирования мест крепления крышек подшипника


11. Теперь создайте точно такой же эскиз на внешней грани боковой стенки корпуса (на той грани, относительно которой и была смещена на 40 мм вспомогательная плоскость). Только радиус полуокружности сделайте немного больше, например 106 мм, чтобы место крепления крышки было сформировано с небольшим уклоном. Обязательно соедините концы построенной дуги отрезком.

12. Нажмите кнопку Операция по сечениям на панели Редактирование детали. В качестве исходных объектов для данной команды укажите два только что созданных эскиза. В модели сформируется место под крышку подшипника ведомого вала (рис. 3.79) с небольшим уклоном, поскольку радиус полуокружности второго эскиза мы принимали немного большим.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.79. Место крепления крышки подшипника


13. Аналогично постройте место крепления крышки подшипника ведущего вала. При этом используйте уже созданную смещенную плоскость и внешнюю грань стенки корпуса. Радиусы полуокружностей составляют 88 и 94 мм соответственно (размеры под крышку подшипника быстроходного вала). Кроме того, центры окружностей смещены в эскизах влево на величину межосевого расстояния передачи (259 мм). Материал, как и для тихоходного вала, добавьте с помощью операции по сечениям.

14. Как видите, на корпусе вокруг мест крепления крышек не хватает бобышек под болты, стягивающих корпус и крышку редуктора. Создадим их. Выделите плоскость ZX и постройте в ней эскиз первого сечения бобышки (рис. 3.80). Координаты центра полуокружности посмотрите на чертеже. Они должны совпадать с координатами центра отверстия под болт в бобышке, а радиус полуокружности задайте равным 25, 5 мм.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.80. Эскиз первого сечения бобышки


15. Наверное, вы уже поняли, что бобышки мы также будем создавать с помощью операции по сечениям. Из этого следует, что нам необходимо выполнить хотя бы еще одно сечение. Постройте вспомогательную плоскость, параллельную плоскости ZX и смещенную вниз от нее на величину 70 мм (высота бобышек, определенная с чертежа). Создайте на этой плоскости эскиз, в котором разместите окружность радиусом 16 мм. Центр окружности должен иметь те же координаты, что и центр дуги в эскизе первого сечения.

16. По двум построенным эскизам создайте операцию по сечениям, в результате получится первая бобышка со стороны ведомого вала. Чтобы создать вторую такую же бобышку (рис. 3.81), зеркально отобразите ее относительно плоскости XY. Для этого используйте команду Зеркальный массив панели Редактирование детали, после вызова которой сначала выделите в дереве построения плоскость симметрии, а затем объект для копирования – операцию по сечениям, сформировавшую первую бобышку. Для создания зеркальной копии нажмите кнопку Создать объект.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.81. Бобышки


17. По такому же принципу строятся бобышки на местах крепления крышек ведущего вала. Однако перед тем, как выполнить зеркальное отображение, необходимо будет создать вспомогательную плоскость, параллельную плоскости XY и смещенную от нее в обратном направлении на величину межосевого расстояния. Именно эту плоскость следует указать при следующем выполнении команды Зеркальный массив для создания копии бобышки справа от тихоходного вала.

18. Создадим отверстия под крепежные болты в местах крепления крышек подшипников. Выделите боковую плоскую грань, на которую будут устанавливаться крышки, и вызовите команду Отверстие на панели инструментов Редактирование детали. На панели Выбор отверстия укажите отверстие под именем Отверстие 04 и задайте для него следующие значения параметров: диаметр зенковки D – 13 мм, диаметр отверстия d – 12 мм (диаметр фиксирующих крышку винтов) и глубина отверстия H – 30 мм. Введите координаты точки привязки центра отверстия на опорной плоскости: абсцисса – 0, ордината – 85 (значение ординаты положительное, поскольку ось Y в эскизах на плоскостях, параллельных плоскости ZY, направлена вниз).

19. Выполните еще пять таких же отверстий на той же плоскости со следующими координатами: на ведомом валу – (–73, 61; 42,5) и (73, 61; 42,5), на ведущем валу – (–259; 75), (–194, 05; 37, 5) и (–323, 95; 37, 5). Координаты размещения отверстий можете рассчитать вручную, исходя из того, что радиусы размещения болтов на крышках ведомого вала – 85 мм, ведущего – 75, а болты смещены между собой на 60°. Однако значительно проще измерять эти координаты по центрам изображений шапочек фиксирующих винтов на главном виде чертежа редуктора. Отверстия под винты показаны на рис. 3.82.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.82. Отверстия под фиксирующие винты в местах крепления крышек подшипников


20. Добавим днище модели корпуса. Эскиз для этого элемента копировать неоткуда, поэтому придется использовать смекалку и пространственное мышление и выполнить его самостоятельно. Оптимальной плоскостью для размещения эскиза является XY. Начните создания эскиза и добавьте в него следующие вспомогательные прямые:

· четыре горизонтальных прямых. Первая из них должна быть смещена вниз от оси X на 262 мм (самая нижняя точка редуктора), две следующие обозначают толщину днища (они выше первой прямой соответственно на 4 и 12 мм), и последняя прямая обозначает толщину опорного фланца корпуса, равную 17 мм (то есть абсцисса этой прямой составляет –245 мм);

· три вертикальных прямых. Первая будет проходить через точку начала координат, а две другие должны быть смещены от нее на 77, 5 и 144, 75 мм вправо. Последние две вертикальные линии обозначают границы опорных лап корпуса.

21. Отталкиваясь от точек пересечения вспомогательных линий и используя команду Непрерывный ввод объектов панели Геометрия, постройте контур поперечного сечения днища (рис. 3.83).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.83. Эскиз сечения днища корпуса


Совет

Можно сначала выполнить лишь половину эскиза, а затем симметрично отобразить ее относительно вертикальной осевой.

22. Закончив построение эскиза, вызовите команду Операция выдавливания. Выберите направление выдавливания – Два направления, задайте величину выдавливания в прямом и противоположном направлениях по 129 и 273 мм соответственно (эти значения устанавливаются на главном виде чертежа). Выполните операцию.

23. Нам необходимо создать два ребра жесткости в модели: по одному под каждой крышкой подшипника. Начнем с ребра жесткости на месте крепления крышки ведомого вала. Выделите в дереве модели ортогональную плоскость XY и постройте в ней эскиз ребра (рис. 3.84). Размеры не имеют большого значения, главное, чтобы концы контура, который в данном случае состоит всего из одного отрезка, находились в теле детали.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.84. Эскиз ребра жесткости


24. Выйдите из режима редактирования эскиза и нажмите кнопку Ребро жесткости на панели Редактирование детали. Настройте параметры операции следующим образом:

· положение ребра – в плоскости эскиза;

· направление построения – обратное;

· угол наклона – 3°;

· способ построения тонкой стенки (настраивается на вкладке Толщина) – Средняя плоскость;

· толщина ребра (задается на вкладке Толщина) – 4 мм.

После этого нажимайте кнопку Следующий сегмент (она размещена на вкладке Параметры) до тех пор, пока стрелка, отображающая направление построения уклона на фантоме операции, не будет указывать в сторону боковой стенки редуктора. После этого можете завершить настройку параметров операции и создать ребро жесткости (рис. 3.85).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.85. Ребро жесткости: общий вид (а) и уклон в сторону корпуса (б)


25. Аналогично выполните второе ребро, размещаемое под местом крепления крышки быстроходного вала. В качестве базовой плоскости для его эскиза выберите плоскость, относительно которой выполнялось зеркальное копирование правой бобышки на быстроходном валу (напомню, эта плоскость параллельна плоскости XY и находится на расстоянии 259 мм от нее). Параметрам формообразующей операции Ребро жесткости задайте такие же настройки, как и при построении первого ребра.

26. Вас, несомненно, интересует, как долго в модели будет оставаться огромная дыра на месте второй боковой стенки и не пора ли выполнять все описанные выше действия (создание отверстий, бобышек, ребер и т.п.) с другой стороны корпуса редуктора. Поспешу вас обрадовать: ничего подобного делать не придется! Все указанные элементы можно просто зеркально отразить.

Нажмите кнопку Зеркальный массив на панели Редактирование детали. Укажите в качестве плоскости симметрии плоскость ZY, а в качестве объектов копирования следующие элементы детали (их лучше выделять в дереве построения):

· операция выдавливания боковой стенки;

· операции добавления материала по сечениям, формирующие места крепления крышек и бобышки на корпусе;

· все отверстия под фиксирующие винты;

· ребра жесткости.

Нажмите кнопку Создать объект, чтобы получить зеркальную копию выбранных элементов (рис. 3.86).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.86. Применение зеркального копирования при моделировании детали корпуса


27. Добавим в модели отверстия под болты в бобышках и отверстия в самом корпусе под подшипники обоих валов.

Для эскиза отверстий в бобышках выберите верхнюю плоскую грань фланцев, совпадающую с ортогональной плоскостью ZX. Само изображение эскиза скопируйте с вида сверху чертежа редуктора (при копировании в качестве базовой точки следует выбрать точку начала координат вида, а после вставки  изображение повернуть на 90° против часовой стрелки). Для формирования отверстий в бобышках воспользуйтесь инструментом Вырезать выдавливанием панели Редактирование детали. Следует выбрать прямое направление вырезания (то есть в направлении нормали к плоскости эскиза), а величину выдавливания задать равной 70 мм (высота бобышек).

Эскиз отверстий под подшипники будет содержать две окружности с диаметрами, равными диаметрам внешнего кольца подшипников ведущего и ведомого валов (соответственно 120 и 140 мм). Центр первой окружности (для ведомого вала) совпадает с точкой начала координат эскиза. Центр второй (меньшей) окружности смещен на 259 мм вправо по оси X (рис. 3.87). Сам эскиз должен быть размещен на плоскости ZY.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.87. Эскиз отверстий под подшипники в корпусе


28. Создайте отверстия с помощью вырезания выдавливанием. Направление вырезания – Два направления, способ выдавливания по каждому из направлений – До ближайшей поверхности. При выборе такого способа выдавливания нет необходимости указывать точное значение величины выдавливания – система определит его автоматически. Подтвердив выполнение операции вырезания, вы получите практически готовую модель корпуса редуктора (рис. 3.88).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.88. Вырезание отверстий под болты в бобышках и под подшипники в корпусе


29. Для большей реалистичности модели добавьте скругления внутри и снаружи корпуса, на кромках, фланцах и пр. (рис. 3.89). Радиусы скруглений определяйте конструктивно. Постарайтесь за один вызов команды Скругление выполнять как можно скруглений ребер с одним радиусом.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.89. Скругления в модели


Иногда при попытке скругления нескольких ребер сразу система выдает сообщение Невозможно выполнить операцию скругления. Это означает, что программе не удается корректно рассчитать скругление определенного радиуса на каком-либо из выделенных ребер. В таком случае придется методом последовательного исключения перебирать все ребра или изменять их радиус, пока скругление не выполнится.

Совет

При выполнении операции Скругление вам в основном придется работать только с ребрами в окне модели. Чтобы другие объекты при этом не мешали, настройте фильтр выделения таким образом, чтобы система «видела» только ребра. Для этого активируйте панель Фильтры компактной панели и нажмите кнопку Фильтровать ребра. После выполнения скруглений снимите действие фильтра, щелкнув на кнопке Фильтровать все.

Модель практически готова, за исключением одного маленького, но непростого элемента: в передней стенке редуктора необходимо сформировать нишу, куда будет вставлен маслоуказательный жезл.

1. Запустите процесс построения эскиза на плоскости ZY. Перенесите в него с чертежа контур выступа на корпусе, в который вставлен маслоуказательный жезл. Обратите внимание: простым вращением мы не сможем получить трехмерный элемент требуемой формы, поэтому пока скопировать необходимо только образующую конуса-ниши, а отрезок, обозначающий опорную поверхность ниши, не трогать. Не забудьте, что после копирования изображения в эскиз его нужно будет симметрично отобразить относительно оси X.

2. Постройте отрезок стиля Осевая, совпадающий с обводом корпуса (то есть с проекцией линии внешней поверхности передней стенки на плоскость эскиза). Создайте перпендикулярную вспомогательную прямую к этому отрезку (команда Перпендикулярная прямая панели Геометрия), проходящую через точку пересечения проекции опорной плоскости ниши для жезла и контура обвода корпуса. Создайте еще одну вспомогательную прямую так, чтобы она совпадала с первым (скопированным с чертежа) отрезком. Удлините этот отрезок вдоль построенной прямой до точки пересечения вспомогательных линий. Создайте еще один отрезок от точки пересечения прямых по нормали к осевой линии. Полученный эскиз показан на рис. 3.90.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.90. Контур ниши под маслоуказательный жезл


3. Выполните команду Операция вращения панели Редактирование детали для только что сформированного эскиза. Настройте ее на создание сфероида, после чего на вкладке Тонкая стенка запретите выполнение тонкой стенки. Из раскрывающегося списка Направление выберите пункт Средняя плоскость, а в поле Угол 1 введите значение 180 (в результате эскиз будет повернут на 90° в каждую сторону от плоскости эскиза). Завершите выполнение операции (рис. 3.91).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис 3.91. Начало формирования ниши в корпусе под маслоуказательный жезл


4. Создайте еще один эскиз в этой же плоскости. В нем разместите один отрезок, который обозначит опорную поверхность ниши. Скопируйте его из чертежа, но обязательно проследите, чтобы его первая точка не располагалась на передней стенке редуктора, а лишь максимально приближалась к ней. Вторая точка отрезка должна немного выступать за контур-образующую ниши (рис. 3.92).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.92. Эскиз для формирования опорной поверхности под жезл


4. Основываясь на последнем эскизе, выполните команду Сечение по эскизу панели Редактирование детали. Проследите, чтобы на панели свойств было выбрано прямое направление отсечения.

5. Создайте еще один эскиз на плоской грани, образованной сечением по эскизу. В нем прямо под ручкой постройте окружность с диаметром, равным диаметру ступени жезла (рис. 3.93). С помощью измерений на чертеже определяем этот диаметр (он составляет 16 мм). Для данного эскиза проделайте операцию вырезания выдавливанием на расстояние 12 мм в прямом направлении (глубину вырезания также получаем с чертежа).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.93. Эскиз первого отверстия в нише


6. Аналогично выполните еще одно вырезание, уже собственно отверстия в корпусе под жезл. Разместите окружность диаметром 9 мм на той же плоскости, что и предыдущий эскиз. Величину выдавливания определите произвольно, исходя из того, что отверстие должно насквозь проходить через переднюю стенку, но при этом не затронуть днище корпуса. Рекомендую принять расстояние вырезания равным 100 мм. Проследите также, чтобы центры окружностей двух последних эскизов точно совпадали (можно просто скопировать первую окружность во второй эскиз, привязываясь к началу координат, а потом уменьшить ее диаметр до 9 мм), иначе отверстия в нише будут несоосны. Полученное отверстие для маслоуказательного жезла показано на рис. 3.94.

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.94. Ниша под маслоуказательный жезл


И последнее – вырежьте в опорных лапах отверстия под фундаментные болты.

Таким образом, мы завершили создание сложной модели корпуса одноступенчатого редуктора, для чего нам пришлось выполнить более трех десятков формообразующих операций и множество сложнейших эскизов (рис. 3.95).

КОМПАС-3D V10 на 100 %

Рис. 3.95. 3D-модель корпуса редуктора


Если у вас возникнут затруднения на любом этапе построения, загрузите и проанализируйте модель из файла Корпус.m3d, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске в папке Examples\Глава 3\Редуктор цилиндрический. При необходимости запустите редактирование любой трехмерной операции, чтобы ознакомиться с ее настройками, или редактирование эскиза, чтобы детально изучить находящееся в нем изображение.


Ведущий вал-шестерня | КОМПАС-3D V10 на 100 % | Крышка редуктора