1. Modelowanie podstawowych elementów programie SolidWorks Uruchamiamy program SolidWorks z menu START/PROGRAMY/SOLIDWORKS

Transkrypt

1 1. Modelowanie podstawowych elementów programie SolidWorks Rozpoczęcie pracy w programie SolidWorks. Uruchamiamy program SolidWorks z menu START/PROGRAMY/SOLIDWORKS 2006/SOLIDWORKS Po uruchomieniu programu, w nowy oknie naleŝy wybrać ikonę Nowy (rys. 1). rys. 1 rys. 2 Po otworzeniu okna Nowy dokument SolidWorks klikamy dwa razy na przycisk Część (rys. 2). Główne okno programu przedstawia (rys. 3), jednak wygodniej jest pracować przy wyłączonym MenedŜer poleceń CommandManager. rys

2 Lewym przyciskiem myszy klikamy na dowolna płaszczyznę (w naszym przypadku płaszczyzna przednia) w lewym panelu, a następnie na ikonę Szkic (rys. 4) 1 2 rys Wałek. Wałki stopniowane moŝna modelować dwoma metodami: poprzez obrót profilu lub poprzez wyciąganie poszczególnych stopni. Obie metody są poprawne, jednak korzystniejsza jest metoda pierwsza, gdyŝ cały profil mamy w jednym szkicu i moŝemy go szybko edytować i nadawać zaleŝności. Nasz profil przygotowany do obrotu będzie wyglądał jak na (rys. 5). Pierwszym krokiem będzie wykonanie zarysu wału, tak by miał on tą samą liczbę stopni i podobne proporcje. W tym celu, będąc w oknie szkicu, klikamy na ikonę Linia i wykonujemy jego zarys (wymiary na razie nie są istotne). Odbywa się to poprzez pojedyncze kliknięcia lewym przyciskiem myszy. Korzystnie jest rozpocząć wykonywanie szkicu od początku układu współrzędnych. Jak zauwaŝyliśmy program automatycznie wykrywa prostopadłości oraz inne relacje informując linią przerywaną. Nasz zarys widoczny jest na - 2 -

3 (rys. 6). Elementy oznaczają nadanie relacji poziomo oraz pionowo. Następnym waŝnym elementem będzie utworzenie tzw. linii środkowej, która daje moŝliwość późniejszego obrócenia profilu i stworzenia bryły oraz wymiarowania średnic. W tym celu klikamy na ikonę Linia środkowa i rysujemy krótki odcinek poziomy rozpoczynając w punkcie początku układu współrzędnych, skąd zaczynaliśmy szkicować profil. rys. 5 Przystąpimy do wymiarowania średnic stopni wału. W tym celu klikamy na ikonę Inteligentny wymiar i klikamy kolejno na stopień i linie środkową a następnie przeciągamy kursor myszy tak, aby znalazł się na linii środkowej, by uchwycić średnice (rys. 7). Następnie klikamy lewym przyciskiem myszy i edytujemy wymiar na φ15 (rys. 8). rys. 6 rys. 7 rys. 8 Potwierdzamy co spowoduje zmianę wymiaru. Podobnie wymiarujemy pozostałe średnice. Wymiarowanie długości stopni jest analogiczne, klikamy - 3 -

4 bezpośrednio lewym przyciskiem myszy na poziomą linie, lub kolejno na pionowe linie ograniczające stopień lub kilka stopni (rys. 9) rys. 9 Powinniśmy otrzymać efekt jak na (rys. 5). Jak zauwaŝyliśmy szkic zmienił barwę z niebieskiego na czarny, oznacza to Ŝe jest poprawnie zwymiarowany i nie ma wymiarów wolnych. Aby uzyskać z naszego szkicu wał, naleŝy z lewego paska narzędzi wybrać ikonę Dodanie, baza przez obrót rys. 10. Dzięki utworzonej wcześniej linii środkowej, system automatycznie przechodzi do tworzenia bryły obrotowej (rys. 10). Następnie - 4 -

5 wykonamy sfazowania na poszczególnych stopniach wału. W tym celu z lewego paska narzędziowego wybieramy ikonę Sfazowanie. Zaznaczamy krawędź pokazaną na (rys. 11) i w oknie Parametry sfazowania zmieniamy wartość odległość na 3mm (rys. 12). Podgląd wyniku operacji widoczny jest na (rys. 13). Zatwierdzamy zmiany klikając. Analogicznie postępujemy przy pozostałych sfazowaniach ( odległość na 1 mm). Okno Parametry sfazowania oraz podgląd operacji widoczne są na (rys. 14). Wychodzimy z polecenia zatwierdzając. Aby przeciwdziałać karbom przy przejściu wałka na wyŝsza średnicę wykonuje się promień przejścia o wartości zaleŝnej od średnic stopni. Do wykonania wspomnianych promieni naleŝy wybrać ikonę Zaokrąglenie. W oknie Zaokrąglenie zmieniamy promień zaokrąglenie na 1mm i zaznaczamy przejścia jak na (rys. 15). Kończymy operację klikając. rys. 11 rys. 12 rys

6 rys. 14 Kolejnym krokiem będzie wykonanie rowka wpustowego, gdyŝ wał połączony jest w ten sposób z tuleją i przenosi ruch obrotowy od wirnika turbiny sprzęgła. Najpierw musimy utworzyć płaszczyznę, na której będziemy szkicować zarys naszego wpustu. Klikamy na ikonę Geometria odniesienia a następnie z rozwijalnego menu wybieramy Płaszczyzna (rys. 16). W lewym górnym rogu rozwijamy drzewo modelu i klikamy na dowolną płaszczyznę (rys. 17). Następnie lewym przyciskiem myszy klikamy na stopień, na którym będziemy frezować rowek (rys. 18). rys. 15 rys

7 W ten sposób utworzyliśmy płaszczyznę styczną do stopnia (rys. 19). Przejdziemy teraz do jego naszkicowania, w tym celu klikamy na utworzoną płaszczyznę, (jeśli nie jest podświetlona na zielono), a następnie na ikonę Szkic. rys. 17 rys. 18 rys. 19 W tym momencie jak zauwaŝyliśmy model pozostał w widoku 3D. MoŜemy oczywiście juŝ szkicować na naszej płaszczyźnie o czym świadczą podświetlone ikony szkicownika, ale wygodniej jest wybrać widok w ten sposób aby uzyskać dwa wymiary. Z paska narzędzi Widok, wybieramy ikonę Standardowe widoki i menu rozwijalnego wybieramy. Efekt powinien być jak na (rys. 20). Następnie wybieramy polecenie Prostokąt i tworzymy dowolny obiekt (rys. 21). Dokonujemy teraz parametryzacji naszego wpustu (rys. 22). rys. 23 rys. 20 rys. 21 rys. 22 rys

8 Rozwiązujemy następnie kolejny problem, jakim jest umieszczenie osi rowka w osi wału. PosłuŜymy się linią środkową oraz nadaniem relacji. Klikamy na ikonę Linia środkowa a następnie kursorem myszy, bez klikania, znajdujemy środek krótszego boku prostokąta, co sygnalizowane jest przez pojawienie się czerwonego punktu z dwiema równoległymi kreskami (rys. 23). Następnie klikamy na ten punkt lewym przyciskiem myszy i łączymy go z środkiem linii zarysu wału (rys. 24). Teraz nadamy relacje prostopadłości. W tym celu klikamy na ikonę Dodaj relacje i wskazujemy kolejno, bok prostokąta i lnie środkową. Z lewej strony pojawi się okno Dodaj relację (rys. 25), wybieramy Prostopadle. Potwierdzamy rys. 25 rys. 26 rys. 27, efekt widzimy na (rys. 26). Dokonamy teraz wyciągnięcia profilu z jednoczesnym usunięciem materiału wału. Klikamy na ikonę Wyciągnięcie wycięcia. W oknie Wytnij wyciągnięcie, Kierunek 1 wprowadzamy wartość głębokości na 5 mm (rys. 27). Kończymy operację. Rowek jest frezowany frezem palcowym, dlatego musimy dodać zaokrąglenia profilu. Uruchomimy, zatem polecenie Zaokrąglenie i wskazujemy poszczególne krawędzie oraz w oknie Elementy do zaokrąglenia wprowadzamy wartość 5mm (rys. 28). Kończymy operację. rys

9 Ostatnią czynnością będzie dokonanie wizualizacji gwintu na stopniu, gdzie będzie dokręcana nakrętka dociskająca tuleje. Aby gwint był widoczny naleŝy z górnego menu rozwijalnego wybrać Narzędzia/Opcej i w oknie Opcje systemu Ogólne wybrać zakładkę właściwości dokumentu, następnie Wyświetlanie adnotacji. W oknie Filtr wyświetlania powinny być zaznaczone elementy jak na (rys. 29). Następnie z górnego menu rozwijalnego wybieramy Wstaw/Adnotacje/Oznaczenie gwintu (rys. 30). Klikamy lewym przyciskiem myszy na krawędź, oznaczoną na (rys. 31) kolorem zielonym i w oknie ustawienia gwintu wprowadzamy wartości jak na (rys. 32). Kończymy operację. Końcowy efekt widoczny jest na (rys. 33). rys. 30 rys. 29 rys

10 rys. 33 rys

11 1.3. Tarcza. Modelowanie elementów typu tarcza odbywa się podobnie jak modelowanie wałów, gdyŝ są to równieŝ elementy kołowo symetryczne. Naszym celem będzie wykonanie tarczy sprzęgła, posiadającej otwór stopniowany w osi, oraz otwory rozmieszczone w szyku kołowym na płaszczyźnie czołowej. Tarcze wykonamy w inny sposób niŝ wałek, posługując się prostymi szkicami. Mając rysunek wykonawczy wykonamy kolejno następujące operacje. Na dowolnej płaszczyźnie utworzymy okrąg o średnicy 40 mm (wymiarowanie szkiców poznaliśmy w poprzednim punkcie), którego środek będzie leŝał w początku układu współrzędnych, po czym wyciągniemy go na 12.7 mm (rys. 34). Następnie utworzymy drugi stopień, poprzez kliknięcie lewym przyciskiem myszy na dowolna podstawę walca a następnie na ikonę Szkic. ZwaŜywszy na fakt, Ŝe nie będziemy tworzyć skomplikowanych szkiców, przechodzenie na widok Normalny do staje się zbędne. Tworzymy okrąg o średnicy 48 mm, a następnie wyciągnięcie na 17 mm (rys. 35). Jak zauwaŝyliśmy podczas tworzenia okręgu, kursor myszy jest przyciągany do początku układu współrzędnych co ułatwia rys. 34 pracę w widoku 3D

12 rys. 35 Analogicznie dodamy trzeci stopień o średnicy 273 mm i wartości wyciągnięcia mm. Efekt widoczny jest na (rys. 36). W następnej kolejności utworzymy zewnętrzne pochylenie. By tego dokonać na górnej płaszczyźnie wykonujemy szkic pokazany na (rys. 37). rys. 36 rys. 37 Pamiętajmy przy tym, aby był on zamknięty. Zastosujemy teraz operację Wycięcie przez obrót, w podglądzie widzimy na Ŝółto zaznaczoną bryłę, która będzie odbierać materiał od naszego modelu. W lewym oknie dialogowym nie dokonujemy Ŝadnych zmian, domyślnie ustawiony jest kąt Kończymy operację klikając. Efekt widoczny jest na (rys. 38)

13 rys. 39 rys. 38 rys. 40 Usuniemy następnie materiał w postaci walca z czołowej strony traczy. Klikamy na płaszczyznę, na której ma być utworzony szkic i wchodzimy w operację Szkic. Tworzymy okrąg o średnicy 136 mm (rys. 39). Skorzystamy następnie z operacji Wyciągnięcie wycięcia i w oknie dialogowym podamy jego wartość na 4,51 mm (rys. 40). Wycięcie wewnętrznego stoŝka wykonamy za pomocą operacji Wycięcie przez obrót. Przed tym jednak naleŝy zmienić widok na Przedstawienie krawędziowe w celu by było widoczne wewnętrzne wycięcie w formie walca (rys. 41). Szkic, jaki naleŝy wykonać na górnej płaszczyźnie widoczny jest na (rys. 42). W oknie dialogowym nie dokonujemy Ŝadnych rys. 41 zmian i kończymy operację klikając. Aby model był lepiej widoczny powrócimy do

14 widoku Cieniowany z krawędziami jest na (rys. 43).. Efekt naszych dotychczasowych działań widoczny rys. 42 rys. 43 Kolejną czynnością będzie wykonanie otworów w osi tarczy. Przeprowadzimy to w dwóch etapach. Z menu rozwijalnego wybieramy Wstaw/Operacje/Otwór/Kreator (rys. 44). rys. 45 rys. 44 rys

15 W lewym oknie wybieramy typ otworu na Otwór starszego typu. W oknie Wymiary przekroju wpisujemy wartości jak na (rys. 45), jako status końca wybieramy Na odległość. Następnie przechodzimy do zakładki Pozycje i wskazujemy punkt jak na (rys. 46), program automatycznie znajduje punkt centralny. Kończymy operację klikając. Analogicznie wykonamy otwór przelotowy o średnicy 19 mm. Postępujemy podobnie jak powyŝej, wybieramy Otwór starszego typu a następnie Prosty, jako status końca Przez wszystko (rys. 47). W oknie wymiary przekroju, moŝliwe jest tylko wprowadzenie wartości średnicy, gdyŝ głębokość jest nieedytowalna, poniewaŝ wynika ze statusu końca. Przechodzimy do zakładki Pozycje i wskazujemy punkt leŝący w osi (rys. 48). Ostatnim etapem będzie wykonanie otworów gwintowanych przelotowych na powierzchni czołowej sprzęgła. Rozpoczniemy od utworzenia punkt na tej powierzchni, który będzie stanowił pozycje do umieszczenia otworu. W tym celu klikamy na tę powierzchnie i przechodzimy do szkicu (rys. 49). rys. 47 rys. 48 rys. 49 Z prawego paska wybieramy ikonę Punkt, umieszczamy go w dowolnej odległości od środka układu współrzędnych, lecz tak, aby nadać mu prostopadłość (rys. 50). Posługujemy się linią środkową, tak by moŝliwe było zwymiarowanie średnicy na jakiej będą rozmieszczone otwory, wprowadzamy jej wartość równą 204,5 mm (rys. 51). Wychodzimy ze szkicu

16 rys. 50 rys. 51 rys. 52 Z menu rozwijalnego wybieramy kreator otworów, jak na (rys. 44). W oknie Specyfikacja otworu wybieramy Gwintownik. Okna Specyfikacja otworu oraz Status końca powinny być wypełnione jak na (rys. 52). W zakładce pozycje klikamy na wcześniej utworzony punkt (rys. 53). Kończymy operację. By skorzystać z operacji szyku kołowego do powielenia utworzonego wcześniej otworu, musimy uaktywnić rys. 53 Tymczasowe osie. Z rys. 54 górnego menu rozwijalnego wybieramy Widok/Tymczasowe osie (rys. 54). Z lewego menu wybieramy ikonę Szyk kołowy. W oknie Parametry jako oś szyku zaznaczamy w oknie roboczym oś naszego modelu oraz liczbę wystąpień 8. Jako Operację do powtórzenia klikamy na Otwór gwintowany M141 znajdujący się w drzewie modelu (rys. 55)

17 rys. 55 Wychodzimy z operacji klikając. Dla lepszego zobrazowania naszych dotychczasowych działań utworzymy na koniec widok przekroju. W tym celu klikniemy na ikonę Płaszczyzna górna w lewym pasku a następnie wybieramy Utwórz przekrój (rys. 56). i zatwierdzamy rys

18 1.4. Wieniec zębaty. Program SolidWorks nie posiada funkcji do tworzenia ewolwenty. Istniej jednak moŝliwość importowania gotowych kół zębatych z biblioteki części. Ponadto moŝna zaimportować punkty z programu Excel, które połączone splajnem utworzą ewolwentę. PosłuŜymy się drugą metodą. Na początku naleŝy przygotować plik wsadowy typu *.txt. PoniŜej znajdują się równania parametrowe ewolwenty we współrzędnych prostokątnych wynikające wprost z (rys.57), które naleŝy wprowadzić do programu Excel. x = rz sinω rz ω cosω = rz ( sinω ω cosω) ( cosω + ω sin 1) y = r ω sinω + r cosω r = r ω z z z z rys. 57 W naszym przypadku r z = mm, kąt ω zmienia się w granicach od 0 0 do 30 0, przy czym naleŝy ten zakres wyrazić w radianach. Tworzymy dwa pliki *.txt o zawartości jak w poniŝszej tabeli. MoŜna oczywiście zaimportować jedną krzywą a następnie wykorzystać odbicie lustrzane. Plik 1 Plik Po otwarciu programu nie wchodzimy do opcji szkicowania. Z górnego menu rozwijalnego wybieramy Wstaw/Krzywa/Krzywa przez punkty XYZ (rys. 58). W oknie Plik krzywej klikamy na Przeglądaj i odnajdujemy nasz pierwszy plik tekstowy ze współrzędnymi x,y,z

19 (rys. 59). MoŜemy równieŝ wprowadzać ręcznie współrzędne po dwukrotnym kliknięciu na pole pod nazwą współrzędnej. Potwierdzamy OK wprowadzamy analogicznie drugi plik. Efekt powinien być jak na (rys. 60). rys. 58 rys. 59 rys. 60 Jak zauwaŝyliśmy krzywe są zaczepione w początku układu współrzędnych. Przystąpimy teraz do konstruowania wieńca zębatego. Z lewego okna wybieramy Płaszczyzna przednia oraz klikamy na ikonę Szkic, wybieramy Standardowe widoki i z menu rozwijalnego (rys. 61). Następnie tworzymy dwa okręgi: średnica głów wynosi mm, średnica stóp mm (rys. 62). Posługujemy się linią środkową i tworzymy trzy linie zaczepione jednym końcem w początku układu współrzędnych. Nadajemy dwa wymiary kątowe po 0,75 0 od linii pionowej (rys. 63) co wynika z geometrii koła zębatego. Posługując się ikoną Dodaj realcje klikamy na końcowy punkt linii środkowej a następnie na mniejszy okrąg, ma to na celu utworzenie punktu, w którym będzie zaczepiona ewolwenta. W oknie Dodaj relacje wybieramy Wspólne (rys. 64). Kończymy operację

20 rys. 62 rys. 61 rys. 63 Podobnie postępujemy z drugą linią środkową. NaleŜy teraz zrzutować obie ewolwenty na naszą płaszczyznę szkicu. W tym celu klikamy lewym przyciskiem myszy na jedną z nich i z prawego paska narzędziowego wybieramy ikonę Rzutowanie elementów. Profil powinien zmienić kolor z niebieskiego na czarny, podobnie postępujemy z druga ewolwentą (rys. 65) rys. 64 Kolejnym krokiem będzie przeniesienie ewolwenty do utworzonego punktu. Kilkamy prawym przyciskiem myszy na jedną z nich. Z powstałego menu wybieramy Przenieś elementy. Klikamy lewym przyciskiem myszy na początek układu współrzędnych, a następnie przenosimy krzywą do punktu na średnicy stóp (rys. 66, 67)

21 rys. 65 rys. 66 rys. 67 Podobnie postępujemy z drugim elementem. Efekt powinien być jak na (rys. 68). Teraz posłuŝymy się funkcją przytnij, aby uzyskać właściwy zarys zęba. Z prawego paska wybieramy ikonę Przytnij elementy najbliŝszego (rys. 69).. W lewym oknie Opcje powinniśmy zaznaczyć Przytnij do rys. 68 rys. 69 rys. 70 Klikamy kolejno na zbędne elementy, by uzyskać efekt końcowy jak na (rys. 70). Kończymy operację. Wychodzimy ze szkicu, przyciskiem w prawym górnym rogu okna roboczego. Teraz utworzymy dwie oddzielne bryły, jedną będzie walec (średnica stóp) a drugą pojedynczy ząb. W tym celu klikamy na Płaszczyzna przednia i następnie Szkic. Dokonujemy

22 zrzutowania okręgu, klikając nie niego, a następnie na ikonę Rzutowanie elementów. Dokonamy jego wyciągnięcia wybierając ikonę Wyciągnięcie dodania/bazy oknie głębokość podajemy wartość 18,5 mm (rys. 72). (rys. 71). W rys. 71 rys. 72 rys. 73 Efekt naszych działań widoczny jest na (rys. 73). Podobnie postępujemy w przypadku zęba. Wchodzimy na płaszczyznę przednią, rzutujemy wszystkie elementy (łącznie z okręgiem), za pomocą funkcji Przytnij elementy usuwamy zbędną część okręgu, tak by zamknąć profil zęba i uzyskać efekt jak na (rys. 74). rys. 74 rys. 75 rys. 76 Dokonujemy wyciągnięcia pojedynczego zęba wybierając ikonę Wyciągnięcie dodania/bazy (rys. 75). W oknie głębokość podajemy jak poprzednio wartość 18,5 mm. Dokonamy teraz sfazowania bocznej części zęba. Korzystamy z funkcji Sfazowanie, w oknie Parametry

23 sfazowania podajemy wartość 0,5 mm (rys. 76). Korzystając z funkcji Zaokrąglenie, wskazujemy krawędzi jak na (rys. 77) i wartość promienia 0,5 mm. Z obu poleceń wychodzimy poprzez. Aby utworzyć kompletny wieniec, posłuŝymy się funkcją Szyk kołowy. Po wybraniu tej operacji w lewym górnym rogu rozwijamy drzewo modelu. W lewym oknie Klikamy na zakładkę Operacje do powtórzenia (powinno być podświetlone na czerwono), teraz z drzewa modelu wybieramy operacje, które maja się znaleźć w szyku kołowym, a więc rys. 77 wyciągnięcie zęba, sfazowanie i zaokrąglenie. W oknie Liczba wystapień podajemy wartość 125, gdyŝ tyle zębów liczy nasz wieniec (rys. 78). rys. 78 Ostatnim etapem w konstruowaniu wieńca będzie wykonanie otwory tak by został on wpasowany na koło zamachowe sprzęgła. W tym celu na płaszczyźnie przedniej utworzymy szkic w postaci okręgu, którego wartość średnicy wynosi 344,40 mm. Skorzystamy z funkcji Wyciągnięcie wycięcia. Efekt naszych działań widoczny jest na (rys. 79)

24 rys. 79