Posobie_3D_SW - ВСЕМ ЧИТАТЬ

называется полностью определенным. Если же сопряжений недостаточно для однозначного расположения компонента в сборке, то такой компонент называется не полностью определенным. В дереве построения сборки слева от имени такого компонента записывается "(–)", что означает, что данный компонент имеет, как минимум, одну степень свободы. Если же сопряжения, наложенные на компонент, не могут быть одновременно выполнены, то такой компонент называется переопределенным. В дереве построения сборки слева от имени такого компонента записывается "(+)".

Полезные советы при работе со сборками

1. Основные плоскости в модели сборки должны совпадать с плоскостями ее симметрии или другими характерными плоскостями. При выборе основных плоскостей при создании моделей сборок агрегатов и узлов автомобиля, таких, как силовой агрегат, раздаточная коробка, мосты, кабина, кузов, подвеска, колеса и т.д., следует стремиться, чтобы они были параллельны соответствующим основным плоскостям автомобиля (рис. 11).

Рис. 11. Основные плоскости в сборке автомобиля

31

2.Чаще используйте сопряжения с элементами справочной геометрии (оси, плоскости, точки). Это позволит уменьшить число ошибок при изменении геометрии деталей, входящих в сборку.

3.Старайтесь, чтобы компоненты в сборках были полностью определены (не имели степеней свободы).

4.7. Создание моделей сборочных единиц автомобиля

Условно все модели сборочных единиц автомобиля можно разделить на три группы:

–сборки нижнего уровня;

–сборки среднего уровня;

–сборки верхнего уровня.

Ксборкам нижнего уровня можно отнести сборочные единицы, состоящие из небольшого количества компонентов (как правило, до 10–15 компонентов), которые входят в состав сборок среднего уровня.

Ксборкам среднего уровня относятся сборочные единицы, представляющие собой агрегаты и системы автомобиля. Такие сборки могут содержать более сотни компонентов. Сборки среднего уровня входят в состав сборок верхнего уровня.

Сборки верхнего уровня – это сборки, предназначенные для решения компоновочных задач на уровне автомобиля в целом или его нескольких взаимосвязанных систем.

Примером сборок нижнего уровня являются, например, шток в сборе

свилкой переключения передач или синхронизатор коробки передач. Эти сборки входят в качестве компонентов в сборку среднего уровня "Коробка передач", которая в свою очередь входит в качестве компонента в сборку верхнего уровня "Автомобиль в сборе".

32

Рассмотрим подробнее создание сборок среднего и верхнего уровня на конкретных примерах.

Модель бортового редуктора вездехода

Модель бортового редуктора вездехода представлена на рис. 12. Первым компонентом, который должен быть зафиксирован в пространстве и относительно которого базируются остальные компоненты, является подсборка "Картер в сборе". Расположение основных плоскостей сборки выбрано таким образом, чтобы они проходили через оси ведомого и ведущего валов и были параллельны основным плоскостям автомобиля. В состав данной сборки входит три компонента, являющихся сборками нижнего уровня: "Картер в сборе", ""Ведущий вал в сборе", Ведомый вал в сборе" и несколько деталей (крышки подшипников, подшипники, болты и др.) Отметим, что хотя подшипники являются сборочной единицей, в SolidWorks их рациональнее моделировать как детали с конфигурациями.

Рис. 12. Модель бортового редуктора вездехода

33

Модель подвески бронеавтомобиля

Модель подвески бронеавтомобиля относится к сборкам среднего уровня (рис. 13). Основные плоскости сборки подвески передних колес должны совпадать с основными плоскостями модели автомобиля (см. рис. 11). Для модели подвески задних колес плоскости Справа и Сверху совпадают с соответствующими плоскостями автомобиля, а плоскость Спереди подвески отстоит от плоскости Спереди автомобиля на расстоянии его базы.

Рис. 13. Модель подвески бронеавтомобиля

Основными компонентами, входящими в данную сборку являются: колесный редуктор в сборе, нижний рычаг в сборе, верхний рычаг в сборе, нижняя часть амортизатора в сборе, верхняя часть амортизатора в сборе. Сначала назначаются следующие сопряжения:

– два сопряжения Расстояние от оси нижнего рычага до плоскостей Справа и Сверху;

34

–два сопряжения Расстояние от оси верхнего рычага до этих же плоскостей;

–два сопряжения Расстояние от плоскости Спереди сборки до плоскостей Спереди нижнего и верхнего рычага.

После назначения этих сопряжений рычаги могут совершать только вращательные движения вокруг своих осей.

Затем сопрягают колесный редуктор с рычагами. Конкретный вид сопряжений определяется в зависимости от конструкции шарниров подвески. Если используются сферические шарниры, то удобно использовать сопряжение Совпадение для центров сферических шарниров на редукторе

ирычагах.

В сборке подвески управляемого колеса необходимо задать угол, определяющий поворот колеса. Он задается с помощью сопряжения Угол между плоскостью Справа сборки и плоскостью Спереди колеса (колесного редуктора). Именно такое сопряжение будет корректно работать, если в подвеске присутствует продольный (кастер) и (или) поперечный угол наклона оси поворота колеса.

При установке рычагов подвески необходимо обеспечить, чтобы при нулевом угле поворота колеса и при положении, соответствующем статическому ходу подвески, его ось вращения проходила через плоскость Спереди сборки.

Ход подвески задается с помощью сопряжения Расстояние между плоскостью Сверху сборки и некоторой точкой на колесном редукторе, например, центром нижнего шарнира подвески.

Для установки амортизаторов в модели подвески может быть использовано два подхода: 1) использовать модель амортизатора, вставив ее в модель подвески как свободную, при этом можно будет перемещать отдельно верхнюю и нижнюю часть амортизатора; 2) использовать две отдельных модели для нижней и верхней части амортизатора, задав сопря-

35

жение Концентричность между их соответствующими цилиндрическими поверхностями. Отметим, что первый способ не всегда корректно работает в больших сложных сборках.

Модель вездехода

Модель вездехода является сборкой верхнего уровня и предназначается для отработки компоновочных решений (рис. 14). Модель в качестве компонентов включает в себя сборки основных узлов, агрегатов и систем автомобиля. Основные плоскости сборки расположены следующим образом: плоскость Справа совпадает с продольной плоскостью автомобиля, плоскость Спереди совпадает с осью передних колес, плоскость Сверху совпадает с плоскостями верхних полок лонжеронов рамы автомобиля.

Рис. 14. Модель вездехода

Расположение агрегатов задается с помощью сопряжений с использованием основных плоскостей сборки. Если агрегат не наклонен относительно основных плоскостей автомобиля, то используются сопряжения Расстояние и (или) Совпадение. Если агрегат имеет наклон (например, двигатель), то сопряжения Расстояние задаются между основными плоско-

36

стями автомобиля и некоторой его точки (например, точки пересечения оси коленвала и плоскости разъема картера сцепления). Дополнительно к этому задаются сопряжения Угол, определяющие углы наклона основных плоскостей агрегата относительно основных плоскостей автомобиля.

На ранних этапах компоновки удобно некоторые детали определить в контексте сборки. Например, макеты карданных валов, определенные в контексте сборки таким образом, что центры их шарниров совпадают с центрами карданных шарниров на агрегатах трансмиссии, позволяют оперативно отслеживать и оптимизировать длины валов и углы в шарнирах при перемещении агрегатов в ходе компоновки.

4.8.Работа в режиме Чертеж

Врежиме Drawing (Чертеж) для проектируемых трехмерных деталей

исборок можно создавать двухмерные чертежи. Детали, сборки и чертежи являются связанными документами; при внесении любых изменений в детали или сборки документ чертежа также изменяется.

Обычно чертеж состоит из нескольких видов, сгенерированных из модели. Виды также можно создавать из существующих видов. Например, разрез создается из существующего чертежного вида.

Существует множество различных параметров для настройки элементов чертежа (основной надписи, размеров, технических требований и т.д.), которые позволяют оформлять чертежи в полном (или почти в полном) соответствии с требованиями ЕСКД.

Следует отметить, что SolidWorks позволяет сохранять созданные чертежи в формате DWG системы AutoCAD, что сильно упрощает создание чертежей сложных сборок и деталей в соответствии с требованиями ЕСКД.

37

Подробнее о работе в режиме Drawing (Чертеж) можно узнать в справочной системе пакета SolidWorks и в книгах [1, 2].

А здесь мы рассмотрим один интересный пример использования режима Drawing (Чертеж). Благодаря широкому использованию геометрических взаимосвязей в чертежах возможно их использование для решения различных задач графоаналитическим методом. В частности, при разработке независимой подвески автомобиля на ранних стадиях проектирования в режиме Чертеж возможно не только отработать кинематику подвески автомобиля, но и определить передаточное отношение по ходу и по усилию для упругого элемента подвески. На рис. 15 представлен чертеж неза-

Рис. 15. Чертеж независимой подвески на двойных поперечных рычагах

38

висимой подвески вездехода на двойных поперечных рычагах. Изменяя размер между линией уровня земли и линией рамы, можно проверить, как изменяется развал колеса и колея автомобиля в зависимости от хода подвески, а также определить максимальные углы в шаровых шарнирах подвески. Вычисляя отношение хода колеса к изменению длины упругого элемента при этом ходе, можно построить зависимость передаточного отношения по ходу от хода колеса.

Кроме того, если провести дополнительное построение треугольников сил для этого типа подвески (подробнее см. в [3]), то возможно определить усилия, действующие на упругий элемент и рычаги в зависимости от хода подвески и рассчитать передаточное отношение по усилию для упругого элемента.

С сожалением приходится отметить, что в режиме Чертеж нельзя использовать такой мощный инструмент проектирования и анализа как уравнения.

Заключение

Ограниченный объем учебного пособия не позволяет дать полное описание приемов работы с таким мощным пакетом твердотельного моделирования как SolidWorks. Однако автор надеется, что данное пособие послужит хорошим подспорьем при самостоятельном освоении SolidWorks.

39

Список рекомендуемой литературы

1.Тику Ш. Эффективная работа: SolidWorks 2004 – СПб.: Питер, 2005.

– 768 с.: ил.

2.Прерис А.М. SolidWorks 2005/2006. Учебный курс. – СПб.: Питер, 2006. – 528 с.: ил.

3.Проектирование полноприводных колесных машин: В 2 т. Т. 2. Учеб. для вузов / Б.А. Афанасьев, Б.Н. Белоусов, Л.Ф. Жеглов, и др.; Под общ. ред. А.А. Полунгяна. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.– 640 с.

40