PRO/ENGINEER ĆW. Nr. MODELOWANIE SPRĘŻYN 1. Śruba walcowa o stałym skoku W programie Pro/Engineer modelowanie elementów typu sprężyny można realizować poleceniem Insert/Helical Sweep/Protrusin. Dla prawozwojnej sprężyny o stałym skoku należy z menu Atrributes wybrać opcje przedstawione poniżej. Rysunek okno atrybutów polecenia Helical Sweep
Po wybraniu opcji i ich zatwierdzeniu program przechodzi do szkicownika, w którym należy narysować tworzącą walca linii śrubowej oraz oś symetrii. Po tej operacji program przechodzi do rysowania przekroju profilu w szkicowniku, linie referencyjne będą w nim wstawione automatycznie na początku tworzącej walca linii śrubowej. Po narysowaniu profilu dla sprężyny, podaniu skoku i zatwierdzeniu jej parametrów zastanie wygenerowany model
2. Śruba walcowa o zmienny, skoku Rysunek model sprężyny śrubowej walcowej W celu dogięcia ostatniego zwoju sprężyny wykorzystano możliwości stosowania zmiennego skoku. W oknie atrybutów sprężyny wybrano opcję Variable. Ze względu na to, ze tworząca tej sprężyny jest określona tylko przez dwa punkty, w szkicowniku wstawiono dodatkowy punkt, w którym nastąpić ma zmiana skoku.
UWAGA! Zaawansowane modele sprężyn można uzyskać, wprowadzając dodatkowe punkty na tworzącej. 3. Śruba stożkowa W celu utworzenia sprężyny stożkowej można np. pochylić tworzącą np. jak poniżej dla poprzedniego przypadku 4. Parametryczny model sprężyny rozciąganej z dwoma uchami Dla zbudowania modelu parametrycznego sprężyny o strukturze przedstawionej poniżej można użyć podobnego postępowania jak powyżej lub wykorzystać możliwości użycia relacji oraz tworzenia krzywych za pomocą równań. Przedstawiony zostanie ten drugi sposób a) W pierwszej kolejności utworzona zostanie krzywa prowadząca, czyli trajektoria. Krzywa ta składa się z linii śrubowej, łuków płaskich i przestrzennych oraz odcinków prostych, które zostaną użyte do opisania jej kolejnych segmentów poleceniem Curve. W celu ułatwienia zapisu równań dla początków krzywych zostaną zdefiniowane dodatkowe układy współrzędnych. Rozpoczynając wykreślanie trajektorii z punktu (0,0,0) i zaczepiając na końcu pierwszego segmentu następny układ współrzędnych, uzyskamy ciągłość krzywej. W omawianym przykładzie, w każdym ze zdefiniowanych układów współrzędnych, koniec poprzedniej krzywej będzie stanowił początek następnej.
Modelowanie rozpoczęto od wprowadzenia danych i zależności poleceniem Tools/Relations. Oznaczenia: DW- średnica drutu RR- średnica linii śrubowej PITCH- skok HS- wysokość linii śrubowej NREV- liczba zwojów L_EARN- odległość osi ucha od części walcowej sprężyny L_OPEN- długość niedomknięcia ucha RW- zmienna pomocnicza b) Następnie wygenerowano linie śrubową poprzez polecenie Curve/From Equation, wybrano cylindryczny układ współrzędnych, oraz krzywą zapisano równaniem parametrycznym
Otrzymujemy: c) Przed zdefiniowanie następnego układu współrzędnych na końcu krzywej zbudowano dodatkowe elementy pomocnicze: - pomocniczą oś o nazwie AXIS1 na przecięciu płaszczyzn Right i Top - punkt PNT0 jako punkt końcowy krzywej - pomocniczą płaszczyznę DTM1 przechodzącą przez punkt PNT0 oraz oś AXIS1. d) Następnie do płaszczyzny DTM1 wygenerowano płaszczyznę normalną DTM2, przechodzącą przez oś AXIS1. Na przecięciu trzech płaszczyzn DTM1,DTM2 i Front zdefiniowano układ współrzędnych CS0. Nadano mu orientację zgodną z osią Z, wzdłuż osi sprężyny w stronę ucha.
e) W układzie tym poleceniem Curve/From Equation wygenerowano krzywą przestrzenną opisującą odgięcie. Wykonano to za pomocą kolejnego równania parametrycznego f) Na końcu powstałej krzywej zdefiniujemy punkt PNT1, który dalej zostanie wykorzystany w konstrukcji trajektorii sprężyny g) W celu skonstruowania odcinka krzywej rozpoczynającego się z punktu końcowego tego łuku zdefiniowana płaszczyznę pomocniczą DTM3 przechodzącą przez oś AXIS1 oraz punkt PNT2. W płaszczyźnie tej leżeć będzie płaska część ucha sprężyny. h) W szkicowniku otwartym na płaszczyźnie DTM3, korzystając z poleceń rysowania linii i łuków, wykonujemy szkic trajektorii ucha. Rysowanie trzeba rozpocząć od zaczepienia odcinka na końcu poprzedniej krzywej. Tę część krzywej zwymiarowano za pomocą dwóch parametrów, to jest odległości środka promienia łuku oraz długości niedomknięcia. (wartości zdefiniowana w poleceniu Relations- L_OPEN i L_EARN)
i) Dla zdefiniowania trajektorii drugiego końca uch postępujemy analogicznie wykonując Punty (c)-(h). A więc punkt PNT3 na końcu drugiego końca, odpowiednie płaszczyzny, następnie wygenerowano krzywą i na jej końcu kolejny punkt PNT4
j) Kolejnym etapem będzie wykonanie operacji pozwalającej na przesunięcie przekrojem wzdłuż utworzonej trajektorii. Uczynimy to za pomocą polecenia Var Sect Sweep. UWAGA! Polecenie to należy użyć dla każdego z fragmentów powstałej krzywej W poleceniu tym należy wskazać krzywą prowadzącą oraz zdefiniować profil. Jako profil zdefiniujmy okrąg o średnicy DW.
Poniżej efekt dla pierwszej krzywej:
5. Tworzenie rodziny sprężyn za pomocą modyfikacji danych w poleceniu Relations W ćwiczeniu 4 do wykonania sprężyny użyto danych wpisanych na sztywno w polecenie Relations. Dane te można w każdej chwili modyfikować uzyskując całą rodzinę różnych sprężyn np. różne średnice zewnętrzne, średnice drutu, różne położenia i długość ucha. Sposób modelowania z użyciem trajektorii można wykorzystać do budowania modeli zaawansowanych np. dyszy spiralnej do tłumienia wylotu powietrza wykonanej jako sprężyna o zmiennym skoku, zmiennym przekroju i pochylonym zarysie linii śrubowej Wykorzystanie polecenia Swept Blend a) dodajemy krzywą o zadanej trajektorii Insert/Curve/ from Equation b) dodajemy oś symetrii na przecięciu płaszczyzn Right i Top przechodzącą przez środek trajektorii c) Wchodzimy w Insert/Swept Blend/ Protrusion. W opcji section wskazujemy dwa elementy (jeden będzie już zadany w menu trzeba tylko wskazać punkt na trajektorii
natomiast drugi trzeba dodać poleceniem Insert). Przy wskazaniu danego punktu wchodzimy do szkicownika i dokonujemy zadania profilu wyciągnięcia d) ostatecznie otrzymujemy dyszę o zmiennym skoku ĆWICZENIE: Spróbuj utworzyć sprężynę jak na rysunku poniżej: