Ce să atragă modele complexe de unelte. Calcularea și construirea valului, împerecherea și animarea unei perechi de unelte (unelte)

Cu ajutorul unei tehnologii moderne, cum ar fi modelarea tridimensională, dezvoltatorii pot obține cele mai realiste imagini ale acelor părți și ansambluri pe care le proiectează. Modelare 3D  vă permite să realizați cu succes vizualizarea acelor obiecte care nu există încă, dar sunt încă în stadiul de proiectare.

Utilizare pe scară largă Modelare 3D  găsește în astfel de industrii ca inginerie. Inginerii, cu ajutorul pachetelor software specializate, creează modele tridimensionale ale părților pe care le dezvoltă pentru a le evalua vizual și ulterior pentru a folosi imaginile obținute pentru a procesa diverse documentații tehnice.

Gears sunt una dintre cele mai comune părți ale diferitelor mașini și mecanisme. Acestea sunt componente integrale ale uneltelor, iar calitatea și durabilitatea și fiabilitatea dispozitivelor fabricate depind de cât de bine sunt dezvoltate.

Tehnologiile moderne pentru dezvoltarea mașinilor și mecanismelor implică modelarea obligatorie tridimensională a pieselor lor. Acest lucru permite nu numai să producă vizualizare, dar și rapid și cu un grad înalt de precizie pentru a determina cei mai diferiți parametri și caracteristici ale produselor. Pe baza modelelor tridimensionale sunt create diferite tipuri de desene atât de necesare în producție. În plus, dacă este necesar, utilizând metoda prototipului bazată pe Modele 3D, este posibil să se facă probele din plastic ale roților dințate.

Gears datorează popularitatea lor largă la avantajele pe care le au în comparație cu alte structuri de același scop. Principalele sunt eficiența destul de ridicată, raportul constant de transmisie, durabilitatea, compactitatea. În plus, angrenajele pot fi utilizate la o mare varietate de viteze de rotație, rapoarte de transmisie și cupluri transmise. De asemenea, trebuie remarcat faptul că acestea sunt destul de ușor de întreținut.

Există unelte și dezavantaje. Specialiștii includ, mai presus de toate, dificultatea de fabricație. În plus, angrenajele în timpul funcționării produc un zgomot destul de mare atunci când operează la viteze mari și, dacă acestea nu sunt fabricate cu precizie, produc vibrații.

Ansamblurile sunt folosite pentru transmiterea cuplului între axele intersectate, intersectate și paralele. În acest din urmă caz, pentru transmiterea rotației se utilizează unelte cilindrice. Acestea pot avea atât angrenaje externe, cât și transmisii interne, iar transmisiile în care este folosită angrenajul intern au multe caracteristici și proprietăți foarte valoroase. Dintre acestea, trebuie remarcat faptul că acestea sunt capabile să suporte sarcini destul de mari decât transmisiile cu angrenaj extern. În ceea ce privește direcția axelor de rotație, roțile cu angrenaj intern sunt aceleași.

Roțile cilindrice pot avea dinți drepți, oblici sau dințate. În așa-numitul " elicoid"Dinții" roților pot fi înclinate fie către partea dreaptă, fie spre stânga, ceea ce conferă o capacitate de încărcare mai mare, precum și o mai bună netedă de rotație. În același timp, în timpul funcționării angrenajului elicoidal apar forțe axiale crescute. Ele sunt mici în roți cu roți cu roți dințate, care au aproape aceleași avantaje ca și roțile dințate cu angrenaj elicoidal.

Uneltele cu rack și pinion sunt, de asemenea, clasificate ca un angrenaj cu roți dințate este un caz special. În acesta, șina este considerată ca fiind una dintre secțiunile uneltei de coroană. Atunci când este necesar să se transmită rotația unei axe în alta, se intersectează și se află în același plan, sunt utilizate unelte cu angrenaj conic. Dinții de pe ei pot fi drepți, oblici și curvi. Pentru a transmite rotația între axele intersectate, utilizați unelte vierme, șurub și hipoid.

Principalul avantaj al angrenajelor elicoidale cu roți cilindrice este faptul că acestea sunt relativ simple de fabricat și destul de ieftine. În același timp, acestea nu sunt destinate să transmită forțe mari, deoarece au o capacitate mică de încărcare. În cazul în care este necesar să se realizeze o mișcare netedă a unei părți în raport cu cealaltă, se utilizează unelte melcate. Sfera principală a uneltelor hipoidale - principalele acționări ale echipamentelor de transport.

Figura 1

Datele inițiale pentru calcularea valvului și a uneltelor sunt:
modulul m (aceasta este o parte a diametrului cercului de pas, care cade pe un dinte. Modulul este determinat de cărți de referință, deoarece este o valoare standard);
z este numărul de dinți;
φ este unghiul profilului conturului original. Unghiul este de 20 ° (valoare standard).
Pentru calcul, folosim următoarele date:
  m = 4; z = 20; φ = 20 °.
Diametrul șanțului este diametrul unghiului standard, modulului și pasului profilului. Se determină prin formula:
  D = m z = 4 20 = 80 mm.
Calculați curbele care limitează evoluția - diametrul cavităților dinților și diametrul vârfurilor dinților.
Diametrul cavităților dinților se calculează după formula:
  Dd = D - 2 (c + m) = 80 - 2 (1 + 3) = 72 mm,
  unde c este clearance-ul radial al unei perechi de contururi sursă (c = 0,25 m = 0,25 4 = 1).
Diametrul vârfurilor dinților se calculează cu formula:
  Da = D + 2 m = 80 + (2 4) = 88 mm.
Diametrul cercului principal, a cărui dezvoltare va constitui contravaloarea, se calculează după formula:
  Db = cos φ D = cos 20 ° 80 = 75,175 mm.
Evoluția este limitată la diametrele jgheaburilor dinților și ale vârfurilor dinților. Pentru a construi un profil complet al dinților, trebuie să calculați grosimea dintelui de-a lungul cercului de pantă:
  S = m ((π / 2) + (2 χ tg φ)) = 4 ((3,14 / 2) + (20 tg 20 °)) ≈ 6,284 mm.
  unde x este coeficientul de deplasare a uneltelor, care este selectat din considerente structurale (în cazul nostru, x = 0).

Apoi, treceți de la acțiunea calculată la cea practică. Să formăm o schiță pe care vom desena cercurile auxiliare cu diametrele calculate mai devreme (linii de divizare, vârfurile dinților, jgheaburile dinților și cea principală) (figura 2).

Figura 2

Apoi, setați punctul pe linia axială auxiliară la o distanță de circumferința vârfurilor dinților egală cu:
  (Da-Dd) / 3 = (88-72) / 3 = 5,33 mm (sau 41,333 din centrul axei)
Din acest punct până la cercul principal trageți o tangentă. Pentru a face acest lucru, conectăm primul punct de setare cu o linie auxiliară la perimetrul cercului principal, selectăm cercul și linia trasată și stabilim relația "Tangentă". Pe tangent am stabilit al doilea punct la o distanță de locul de tangență egal cu a patra parte a segmentului care leagă primul punct și locul de tangență (în cazul nostru este 17.194 / 4 ≈ 4.299 mm) (Figura 3).

Figura 3

Apoi, folosind instrumentul "Centrul arcului", trebuie să desenați un arc de cerc în centrul celui de-al doilea punct setat, care trece prin primul punct de setare. Aceasta va duce la o parte a dintelui (Figura 4).

Figura 4

Acum trebuie să desenați a doua parte a dintelui. Pentru început, vom trasa o linie auxiliară care va conecta punctele de intersecție ale laturilor dintelui și ale cercului de pas, care este egală cu lungimea de grosime a dintelui - 6.284 mm. După aceea, prin mijlocul acestei linii auxiliare și în centrul axei tragem o linie axială, față de care oglindim a doua parte a dintelui (figura 5).

Figura 5

Figura 6

Utilizând instrumentul Axă din fila Geometrie de referință, vom crea o axă relativă la marginea inferioară a dintelui (Figura 7).

Figura 7

Folosind instrumentul "matrice circulară" ("Insert" / "Array / Mirror" / "Array circular"), înmulțim dinții la 20 de bucăți, conform calculului. Apoi, trageți o schiță de cerc pe planul frontal al dintelui și extrudați-o la suprafață. Faceți și o gaură sub arbore. Rezultatul este o unitate cu parametrii de proiectare specificați (Figura 8).

Figura 8

Similar cu prima creăm cea de-a doua roată dințată, dar cu alți parametri calculați.
Următorul pas este să vă gândiți cum să stabiliți corect relația celor două unelte, aplicându-le ca o cutie de viteze. Puteți utiliza modelele create de unelte, dar o altă modalitate este de a utiliza biblioteca Solidworks Toolbox, în care există multe componente utilizate pe scară largă în diverse standarde. Dacă această bibliotecă nu a fost adăugată încă, atunci trebuie să o adăugați - "Tools / Add-ons"; în căsuța drop-down, bifați casetele de lângă Solidworks Toolbox și Solidworks Toolbox Browser (Figura 9).

Figura 9

Apoi, creați un ansamblu în care adăugăm o bază cu două arbori și două trepte de viteză din biblioteca de instrumente. Pentru fiecare dintre uneltele de viteze setați parametrii. Pentru a face acest lucru, deschideți meniul făcând clic dreapta pe detalii, selectați "Edit Toolbox definition" și modificați parametrii (modulul, numărul de dinți, diametrul arborelui etc.) în fereastra editorului. Setați pentru o roată dințată numărul de dinți 20, iar pentru al doilea - 30. Lăsați parametrii rămași neschimbați. Pentru a combina în mod corespunzător cele două trepte de viteză, este necesar ca diametrele acestora să fie tangente. Diametrul pitch al primei trepte este D1 = m z = 4 20 = 80 mm, iar al doilea - D2 = m z = 4 30 = 120 mm. În consecință, de aici găsim distanța dintre centre - (D1 + D2) / 2 = (80 + 120) / 2 = 100 mm (Figura 10).

Figura 10

Acum trebuie să setați poziția uneltelor. Pentru a face acest lucru, setați mijlocul vârfului dinților unei roți și mijlocul depresiunii dinților celei de-a doua roți pe aceeași linie (Figura 11).

Figura 11

Uneltele expuse trebuie să fie împerecheate. Pentru a face acest lucru, dați clic pe instrumentul "Condiții de asociere", deschideți fila "Îmbinări mecanice", selectați asocierea "Reducer". Alegeți două margini arbitrare pe angrenaj și în proporții indicați diametrele de pas calculate mai sus (80 mm și 120 mm) (Figura 12).

Figura 12

Pentru a crea o animație a rotirii unei perechi de unelte, mergeți la fila "Studiu de mișcare", selectați instrumentul "Motor". În fereastra deschisă din stânga, selectăm: tipul de motor - rotitor, locația motorului - treapta de viteză, viteza de rotație - de exemplu 10 rpm. Acum, faceți clic pe butonul "Calculați" și "Redați", după selectarea "Tipul studiului de mișcare" - Mișcarea de bază. Acum puteți urmări mișcarea celor două trepte, precum și salvați videoclipul folosind instrumentul "Salvați animația" (Figura 13).

Figura 13

Toate detaliile create în acest articol, precum și animația de angrenare a celor două trepte, pot fi descărcate aici \u003e\u003e\u003e.

Ansamblurile sunt un element integrant al oricărui dispozitiv mecanic. Indiferent de viteza de rotație, ele trebuie să fie foarte durabile pentru a rezista încărcărilor constante și mișcărilor monotone.

Uneltele de tipărire ridică multe întrebări cu privire la metoda și relevanța producției. Este posibil, cu ajutorul unei imprimante 3d, să imprimați astfel de unelte care să îndeplinească toate standardele și nevoile producției moderne?

Capacitatea de a crea unelte tipărite va permite atingerea unor noi înălțimi în precizia imprimantelor 3d. NewsWatch a realizat recent un studiu care a măsurat erorile transmisiilor mecanice. Cele mai multe inexactități se datorează distanței prea mari dintre dinții roților dințate și dacă sunt făcute pentru a se potrivi mai strâns una cu cealaltă, există posibilitatea ca productivitatea să scadă.

În plus față de mărimea lacunelor, este necesar să se ia în considerare și o astfel de proprietate fizică ca forță. Majoritatea proprietarilor de imprimante 3d folosesc materiale precum ABS și PLA și putem vedea personal că chiar și cu astfel de materiale de umplutură puteți obține rezultate incredibile. În ciuda faptului că plasticul este un material mai fragil decât metalul, experții sugerează dezvoltarea tehnologiilor 3d în direcția utilizării acestui material. Cel puțin indicatorii numărului de studii, experimente și diferite îmbunătățiri vor fi mult mai mari decât pentru alți agenți de umplere.

Deci, am înțeles deja că materialul din care vor fi făcute elementele mecanice trebuie să fie suficient de puternic și produsele să nu conțină erori. Dar acest lucru este departe de toate, deoarece trebuie să țineți cont de puterea imprimantei 3d. Nu are importanță ce introduceți folosind dispozitive ieftine. Acesta poate fi un fel de produs de înaltă tehnologie sau ceva complet normal, însă calitatea acestora va depinde direct de dispozitivul pe care a fost tipărit.

Pentru a crea modele cu adevărat fiabile și durabile, aveți nevoie nu doar de un software puternic în care puteți lucra prin fiecare detaliu al obiectului până la ultimul detaliu, dar și o imprimantă 3D de înaltă precizie care vă poate face planurile să devină realitate. De fapt, aveți nevoie de un set foarte flexibil de instrumente care pot fi ajustate și personalizate pentru o varietate de nevoi.

Uneltele convenționale, care sunt încă folosite în multe modele, variind de la ceasuri de mână la mașini de acționare automată, servesc drept platformă pentru crearea unei game întregi de inovații.