ИКГ конспект лекций 11

Рис.3.21. Изображение соединения пайкой и клеевого соединения.

Резьбовые соединения.

Соединение деталей болтами.

Детали, соединяемые болтом, имеют сквозные гладкие цилиндрические отверстия. Болт свободно проходит через отверстия (рис 266). Толщина скрепляемых деталей b1 и b2. После установки болта (дет. 3) навинчивается гайка (дет. 4). На Рис.3.22, в показано упрощенное изображение болтового соединения.

а б в

Рис.3.22. Изображение соединения с помощью болта.

Соединение деталей винтами.

Резьбовая часть винта ввинчивается в резьбовое отверстие детали. Деталь, присоединяемая винтом, должна иметь отверстие размером, превышающим диаметр винта, для его свободного прохода. Глубина ввинчивания винта зависит от материала, из которого выполнена деталь. Для деталей, изготовленных из стали, чугуна, бронзы, латуни, глубина

61

ввинчивания L=d резьбы. Для деталей, изготовленных из легких сплавов и пластмассы, глубина ввинчивания L=2d резьбы. На Рис.3.23 выполнено упрощенное изображение винтового соединения.

Рис.3.23. Изображение соединения с помощью винта.

62

4. Основы трехмерной графики и моделирования.

Основные понятия трехмерной графики. Назначение и возможности редакторов трехмерной графики. Интерфейс. Основы трехмерного моделирования. Объекты. Материалы. Работа со сплайнами. Методы создания трехмерных моделей. Выдавливание, вращение. Трансформация объектов. Построение сцен. Создание фона. Освещение. Анимация. Использование трехмерной графики и моделирования в техническом творчестве.

Основные понятия трехмерной графики

Сущность 3D-технологии проектирования (D — от англ. dimension, размерность) состоит в том, что конструктор сразу строит реалистичную, наглядную, виртуальную модель детали, узла или здания, собирая ее из объемных примитивов (призма, цилиндр, конус и т. д., а также примитивы на основе вращения или перемещения плоского контура), не прибегая к построению чертежа. Модель формируется на экране, ее можно осмотреть со всех сторон, разрезать, получить произвольное сечение, отредактировать форму. С помощью программных средств модель можно нагрузить и выполнить ее прочностной расчет. Для архитектурных объектов – построить перспективу, фотореалистичное изображение и т. д. Этот естественный для человека вариант проектирования стал реально возможным в последние десять лет благодаря компьютерной графике, позволяющей достаточно просто создавать трехмерные виртуальные модели объектов и наглядно отображать их на экране.

Чертежи по 3D-технологии получают после того как модель создана, т. е. на завершающей стадии проектирования и, в значительной мере, в автоматическом режиме. "Система" сама строит необходимые виды, разрезы, в первом приближении проставляет размеры, хотя за конструктором остается задача определить оптимальное содержание чертежа. Тем самым осуществляется интеллектуальная разгрузка проектировщика.

3D-технология на базе современной компьютерной техники и программного обеспечения активно входит в практику проектирования. Рынок программных продуктов наполнен пакетами САПР (система автоматизированного проектирования), реализующими 3D-технологию. Несомненно, что по мере подготовки специалистов, владеющих новыми методами работы, 3D-технология станет преобладающие методом конструирования и проектирования.

Твердотельные модели являются отличным инструментом для визуализации, анализа и представления проектируемых конструкций.

В твердотельном моделировании часто используются следующие операции и инструменты

■Перемещение

■Копирование

■Поворот

■Сопряжение

63

■Объектные привязки

■Полярная привязка

Основы трехмерного моделирования.

Моделирование с помощью тел – это самый простой способ трехмерного моделирования. Средства AutoCAD позволяют создавать трехмерные объекты на основе базовых пространственных форм:

параллелепипедов, конусов, цилиндров, сфер, клиньев и торов (колец). Из этих форм путем их объединения, вычитания и пересечения строятся более сложные пространственные тела. Кроме того, тела можно строить, сдвигая плоский объект вдоль заданного вектора или вращая его вокруг оси.

Твердотельный объект, или тело, представляет собой изображение объекта, хранящее, помимо всего прочего, информацию о его объемных свойствах. Следовательно, тела наиболее полно из всех типов трехмерных моделей отражают моделируемые объекты.

Модификация тел осуществляется путем сопряжения их граней и снятия фасок. В AutoCAD имеются также команды, с помощью которых тело можно разрезать на две части или получить его двумерное сечение.

Простейшие «кирпичики», из которых строятся сложные трехмерные объекты, называют твердотельными примитивами. К ним относятся ящик (параллелепипед, куб), цилиндр (круговой, эллиптический), шар, тор. С

помощью команд BOX, WEDGE, CONE, CYLINDER, SPHERE, TORUS

можно создать модели любого из этих тел заданных размеров, введя требуемые значения.

Примитивы заданной формы создаются также путем выдавливания, осуществляемого командой EXTRUDE, или вращения двумерного объекта — командой REVOLVE. Из примитивов получают более сложные объемные модели объектов.

Запускаются все вышеназванные команды из падающего меню Draw > Solids или из плавающей панели инструментов Solids.

Команда EXTRUDE позволяет создавать твердотельные объекты методом «выдавливания» двумерных примитивов (то есть объектам добавляется высота). Команда вызывается из падающего меню DRAW ► SOLIDS ► EXTRUDE или щелчком мыши по пиктограмме EXTRUDE на панели инструментов SOLIDS.

Допускается выдавливание таких примитивов, как многоугольник, прямоугольник, круг, эллипс, замкнутый сплайн, кольцо, область и полилиния (кроме имеющих более 500 вершин или пересекающиеся отрезки). С помощью одной команды можно выдавить сразу несколько объектов. Направление выдавливания определяется траекторией или указанием глубины и угла конусности.

Команда EXTRUDE часто используется для формирования моделей таких объектов, как шестерни или звездочки. Особенно удобна она при создании объектов, имеющих сопряжения, фаски и аналогичного рода элементы, которые трудно воспроизвести, не используя выдавливание

64

сечений. Если рисунок сечения состоит из отрезков и дуг, то перед вызовом команды EXTRUDE их нужно преобразовать либо в замкнутую полилинию с помощью команды PEDIT, либо в область.

Конусное выдавливание часто применяется при рисовании объектов с наклонными сторонами, например литейных форм (Рис. 4.1). Не рекомендуется задавать большие углы конусности: в противном случае образующие конуса могут сойтись в одну точку прежде, чем будет достигнута требуемая глубина выдавливания.

Рис. 4.1. Операция EXTRUDE (выдавливание)

Глубину выдавливания можно определять ненулевым значением или указанием двух точек. При вводе положительного значения происходит выдавливание объектов вдоль положительной оси Z объектной системы координат, при вводе отрицательного значения – вдоль отрицательной оси Z.

Команда REVOLVE формирует твердотельные объекты путем вращения существующих двумерных объектов или областей на заданный угол вокруг оси Х или Y текущей ПСК. Команда вызывается из падающего меню DRAW ► SOLIDS ► REVOLVE или щелчком мыши по пиктограмме REVOLVE на панели инструментов SOLIDS.

Рис. 4.2. Операция REVOLVE (вращение)

Объект можно вращать вокруг отрезка, полилинии или двух заданных точек. Как и EXTRUDE, команду REVOLVE удобно применять к объектам, имеющим сопряжения и другие аналогичные элементы, которые трудно воспроизвести, не используя вращение сечений. Если рисунок сечения состоит из отрезков и дуг, то перед вызовом этой команды их нужно преобразовать либо в замкнутую полилинию с помощью команды PEDIN, либо в область. Команда REVOLVE позволяет вращать лишь один объект: полилинию, многоугольник, прямоугольник, круг, эллипс, область. Все

65

замечания касательно полилиний, используемых командой EXTRUDE, справедливы и здесь. Невозможно применить вращение к объектам, входящим в блоки, а также к трехмерным и самопересекающимся.

Команда MIRROR3D, осуществляющая зеркальное отображение объектов относительно заданной плоскости, вызывается из падающего меню

MODIFY ► 3D OPERATION ► MIRROR 3D. С ее помощью можно существенно упростить построение трехмерной симметричной модели, создав ее часть и отобразив затем относительно плоскости (Рис. 4.3).

Рис. 4.3. Операция MIRROR 3D (3D зеркало) Плоскость отображения может представлять собой:

плоскость построения двумерного объекта;

плоскость, параллельную одной из плоскостей координат (XY, YZ или XZ) текущей ПСК и проходящую через заданную точку;

плоскость, определяемую тремя указанными точками.

Построение сцен. Создание фона. Освещение.

Команда SCENE (Сцена) и кнопка панели инструментов RENDER (Тонирование) открывают диалоговое окно SCENES (Сцены) (Рис. 4.4), которое управляет именованными сценами текущего рисунка.

	Рис. 4. 4. Диалоговое окно SCENES
Понятие сцены включает		в	себя вид	и источники света. В левой
части	окна SCENES (Сцены)	находится		перечень	именованных сцен.
Если	сцены не задавались,	то	список	SCENES	(Сцены) содержит
					66

только строку *NONE* (*Нет*), которая соответствует текущей сцене, состоящей из текущего вида и всех источников света.

Кнопки MODIFY (Изменить) и DELETE (Удалить) позволяют изменить или удалить выбранную сцену рисунка. Кнопка NEW (Новый) вызывает диалоговое окно NEW SCENE (Новая сцена) (Рис. 4.5), предназначенное для формирования новой сцены.

Рис. 4.5. Диалоговое окно NEW SCENES

Для создания новой сцены нужно в этом диалоговом окне в списке VIEWS (Виды) отметить имя одного нужного вам вида, а в списке LIGHTS (Источники) — имена всех необходимых источников света. Держите нажатой клавишу <Ctrl>, если необходимо к уже выбранным источникам добавить еще и другие. В поле SCENE NAME (Имя сцены) вводится имя, присваиваемое новой сцене.

Материалы.

Следующей командой задания настроек тонирования, которая

соответствует кнопке		панели инструментов RENDER (Тонирование),
является команда RMAT		(Материал),	назначающая материалы
построенным	объектам. Команда вызывает		диалоговое окно MATERIALS
(Материалы)	(Рис. 4.6).

Рис. 4.6 Диалоговое окно MATERIALS

67

ЛИТЕРАТУРА

Ос н о в н а я

1.Миронов Б. Г., Миронова Р. С., Пяткина Д. А., Пузиков А. А.. Инженерная и компьютерная графика. – М.: Высшая школа. 2004

2.Монахов М.Ю. Учимся проектировать на компьютере. – М.: БИНОМ.

2005

3.Потемкин А. Твердотельное моделирование в системе КОМПАС-3D. –

СПб.: БХВ. 2004

4.Хейфец А. Инженерная компьютерная графика. AutoCAD. – СПб.: БХВ.

2005

5.Залогова Л.А. Компьютерная графика. Практикум. – М.: ЛБЗ. 2005

До п о л н и т е л ь н а я

1.Большаков В. Инженерная и компьютерная графика. Практикум. – СПб.

БХВ. 2006

2.Буров В.Г, Иванцивская Н. Инженерная графика. – М.: Логос. 2006.

3.Богуславский А.А. и др. Компас-3 D v.5.1-8.0. – М.: Солон-ПРЕСС. 2006

4.Вяткин Г.П. Машиностроительное черчение: Учебник для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов/Г. П. Вяткин, А. Н. Андрева, 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 368 с, ил.

5.Хакимов Г. Ф. Черчение Практическая графика. Учебник для учащихся IX кл сред, общеобразовательной школы/ Г. Ф. Хакимов, Ю.В.Поликарпов и др/ Под общей редакцией Г.Ф.Хакимова. — Уфа:

Китап, 2001. — 232 с, ил

6.

68