сечение витка на внешнем диаметре пружины). Имя этого эскиза – Эскиз:1. Он показан на рис. 3.137, а.

Выйдите из режима редактирования эскиза и сразу снова запустите процесс создания эскиза на этой же плоскости. Как и в предыдущем эскизе, постройте вспомогательную окружность, только уже диаметром 40 мм (таким примем диаметр размещения сечений внутренних витков кольцевой пружины). Теперь предположим, что наша пружина будет состоять из 40 витков. Напомню, размеры сейчас не столь важны, поэтому вы можете принять любое другое значение. При этом угловой шаг витка спирали будет равен 360 : 40 = 9°, из чего следует, что сечение витка на внутренней окружности должно быть смещено относительно первого сечения на угол 4, 5° (между сечениями полвитка). Исходя из приведенных соображений, построим две вспомогательных прямых: первую с помощью команды Вертикальная прямая, привязываясь к началу координат эскиза, вторую – с помощью команды Вспомогательная прямая, проложив ее через начало координат под углом 4, 5° к вертикальной прямой. Для создания второй линии достаточно будет указать одну ее точку (начало координат), после чего задать угол смещения 85, 5° в поле Угол на панели свойств, и зафиксировать прямую. Постройте эскиз витка (окружность диаметром 2 мм) с центром в точке пересечения второй вспомогательной линии и окружности (рис. 3.137, б). Завершите построение эскиза, отжав кнопку Эскиз. Теперь создайте еще один точно такой же эскиз в модели. Эти эскизы имеют имена Эскиз:2 и Эскиз:3.

Выполните третий эскиз на плоскости XY. В нем постройте вспомогательную окружность диаметром 50 мм и две вспомогательные линии: одну вертикальную, а вторую под углом 9° к ней (то есть под углом 81° к горизонтали). На пересечении вспомогательной окружности и наклонной прямой постройте еще одно сечение витка (рис. 3.137, в). Этому эскизу система присвоила имя Эскиз:4.

Рис. 3.137. Эскизы сечений кольцевой пружины

2. Создайте еще два эскиза в плоскости ZY. Оба должны содержать полуокружность, выполненную с помощью команды Дуга панели Геометрия. Координаты центра дуги – (0; –22,5), радиус – 2,5 мм, начальный угол 90°, конечный угол 270°. Различие в эскизах заключается только в направлении построений дуг (по или против часовой стрелки), то есть в эскизах должно быть различное направление выпуклостей дуг. Пусть эскиз с направлением построения дуги по часовой стрелке имеет имя Эскиз:5, а с направлением против часовой стрелки, соответственно, Эскиз:6.

3. С эскизами мы, наконец, покончили, пора перейти к собственно построению тела модели. Вызовите команду Операция по сечениям панели Редактирование детали. На панели свойств нажмите кнопку Сечения, после чего в дереве построения щелкните на первом и втором эскизах (Эскиз:1 и Эскиз:2), содержащих сечения витков пружины. Если сейчас создать операцию, то вы получите абсолютно плоский элемент, поскольку оба эскиза лежат в одной плоскости. Однако для операции по сечениям можно указывать траекторию, как и для кинематических операций (просто при формировании тела по эскизам траектория не всегда обязательна). Для этого щелкните на кнопке Осевая линия на панели свойств и укажите в дереве модели Эскиз:6. Теперь можно создать операцию (рис. 3.138, а).

Вызовите еще раз команду Операция по сечениям, в качестве сечений для которой задайте Эскиз:3 и Эскиз:4, а в качестве траектории – Эскиз:5. Выполните операцию, и вы получите вторую половину витка пружины (рис. 3.138, б). Сразу спрячьте оба эскиза-направляющих.

Рис. 3.138. Виток кольцевой пружины: полувиток- основание (а), приклеивание второй половины витка (б)

4. Создайте вспомогательную ось на пересечении плоскостей ZX и ZY (команда Ось на пересечении плоскостей панели Вспомогательная геометрия) – эта ось будет перпендикулярна плоскости XY и проходить будет через начало координат модели. Выполните команду Массив по концентрической сетке панели Редактирование детали. В качестве оси массива задайте конструктивную ось на пересечении плоскостей, а объектами для копирования будут служить две операции по сечениям, формирующие виток пружины. Количество копий по окружности, как вы уже догадались, должно равняться 40. Задав все параметры, нажмите кнопку Создать объект и получите готовую пружину (рис. 3.139). Осталось только спрятать конструктивную ось и сохранить изменения в документе.

Рис. 3.139. 3D-модель кольцевой пружины

Примечание

Данная модель является объектом сложной геометрии, поэтому формирование массива по концентрической сетке на компьютерах с низкой производительностью может занять очень много времени.

Файл модели кольцевой пружины Кольцевая пружина.m3d находится в папке ExamplesГлава 3Пружины компакт-диска, прилагаемого к книге.

Червячное зацепление – это один из тех типов механических передач, трехмерную модель которых выполнить совсем не просто даже опытному конструктору. В отличие от зубчатого цилиндрического зацепления, где хоть и были некоторые проблемы, но в целом принцип построения был очевиден, в червячном зацеплении все далеко не так просто. Более того, большинство конструкторских приложений (плагинов) к CAD-системам реализуют построение только цилиндрического зацепления. Я встречал очень мало программных продуктов, которые автоматически рассчитывают и строят модель червячной передачи. По этой причине данный пример, в котором описано, как правильно строить модели деталей, входящих в червячное зацепление, очень важен для любого инженера.

Предположим, необходимо спроектировать модель червячного зацепления со следующими параметрами:

• передаваемый вращающий момент – 2200 Н · м;

• угловая скорость червяного колеса – 2,5 с^-1;

• передаточное число передачи u – 25;

• степень точности передачи n_ст – 8;

• количество заходов червяка z_ч – 2;

• коэффициент диаметра червяка q – 10;

• модуль зацепления m – 8 мм;

• размещение червяка – верхнее.

В результате проектных расчетов были получены следующие значения параметров и характеристики передачи (как и в примере с редуктором, все исходные и расчетные данные абсолютно достоверны):

• количество зубьев колеса z_к – 50;

• межосевое расстояние передачи a_? – 240 мм;

• делительный диаметр колеса d_к – 400 мм;

• делительный диаметр червяка d_ч – 80 мм;

• ширина зубчатого венца колеса b_к – 72 мм;

• длина нарезной части червяка b_ч – 112 мм;

• угол подъема линии витка ? – 11,31°.

Моделирование начнем с червяка, так как это более простая деталь.

Создайте документ КОМПАС-Деталь, установите ориентацию Изометрия XYZ и сохраните документ на жесткий диск под именем Вал-червяк.m3d.

Основание вала-червяка будет выполнено вращением эскиза половины контура сечения. Для удобства последующей сборки этот эскиз следует разместить так, чтобы вал был смещен вверх по оси Y на величину межосевого расстояния. Диаметр и длину ступеней вала можете задать произвольными, важно лишь выдержать размеры нарезной части червяка: ее ширина 112 мм, а внешний диаметр 96 мм (d_ч + 2 · m). Эскиз должен размещаться в плоскости ZY.

Порядок построения эскиза контура вала-червяка:

1. Постройте две вспомогательных вертикальных линии, равноудаленных в обе стороны от начала координат на расстояние 56 мм (bч/2).