KOMPAS-Вал 2D, или самостоятелен калкулатор
Уважаеми читатели, запознати ли сте с библиотеката KOMPAS-Shaft 2D (предишно име KOMPAS-Shaft Plus)? Ако да, тогава ще ви е интересно да научите за новите му функции, а ако не, тогава трябва да прочетете тази статия още повече.
Първо, нека зададем един прост въпрос: какво най-често прави един инженер-конструктор в услугата? Разбира се, ще има много отговори. Засега няма да разглеждаме отговори като „Бягане с предизвестия“, „Уреждане на въпроси с технолози, металурзи, доставчици и т.н.“, „Търсене на начини за запазване на части с пропилени размери“, а нека се обърнем към по-типични опции: „Проектира продукти“, „Произвежда чертежи“ и „Извършва изчисления“. Само за помощ при проектирането, изготвянето на чертежи и изчисления има KOMPAS-Shaft 2D, чиято задача е да ускори всички тези процеси, да ги направи по-удобни и да позволи на дизайнерите бързо да правят промени в съществуващия дизайн. Но на първо място.
KOMPAS-Shaft 2D не е просто библиотека, а интегрирана система за проектиране на въртящи се тела. С негова помощ можете лесно да създавате параметрични модели на валове и втулки, да изграждате върху техните повърхности шлицови, шпонкови и резбови части, канали, пръстеновидни канали и др. Броят на стъпките на модела може да бъде произволен, а формите могат да бъдат различни: цилиндър, конус, шестоъгълник, квадрат, сфера. В допълнение към простите етапи моделът може да съдържа елементи на механични трансмисии: цилиндрични зъбни колела с външни и вътрешни зъби, конусни зъбни колела с прави и кръгли зъби, елементи на червячни, верижни, клиновидни и зъбни ремъчни задвижвания.
Процесът на създаване на модел в KOMPAS-Shaft 2D е толкова прост, че не изисква изучаване на специална литература. Просто трябва да следвате препоръките на създателите на тази библиотека и да влезетестъпкови параметри в съответните диалогови прозорци (фиг. 1). В този случай не са необходими нито GOST, нито справочници, тъй като библиотеката съдържа голям брой информационни таблици със стандартизирани стойности на входните стойности.
Цялата структура на модела е представена като дърво от стъпки и елементи, всеки от които може да се редактира.
Разбира се, валове и втулки могат да се проектират без помощта на KOMPAS-Вал 2D, а зъбните колела могат да се изчисляват на калкулатор и да се чертаят един по един зъб. Но това, първо, не е много удобно, второ, не е твърде бързо, и трето (и това е най-важното), в KOMPAS-Shaft 2D можете да създадете параметричен модел, данните от който се съхраняват в библиотеката. Това означава, че за да се модифицира предварително проектирана конструкция, е необходимо само да се коригират някои параметри в стандартните диалогови прозорци и повторното изграждане ще се извърши автоматично, а определянето на променените якостни свойства ще се сведе до стартиране на изчислителния модул. В резултат на това ще бъде възможно да се създаде цяла гама модели на базата на един прототип, както и въз основа на критериите за здравина и издръжливост да се намерят оптималните материали и пропорции на конструкцията, като се вземат предвид и изчислят много различни опции.
По команда на потребителя библиотеката автоматично преобразува 2D модела KOMPAS-Shaft в чертеж, който освен челен изглед на конструкцията може да съдържа изгледи на модела отляво и отдясно, както и разрези, детайлни елементи, основни размери и др. Потребителят ще трябва само да финализира чертежа. Предният изглед на модела остава библиотечен обект. Ако има нужда да видите или промените параметрите на стъпките, можете да извикате KOMPAS-Shaft 2D, като щракнете двукратно върху този изглед (фиг. 2).
При работа с КОМПАС-3D, плосък модел на КОМПАС-вал2D може да се превърне в прототип на солиден модел, който може да се генерира чрез натискане на един бутон в лентата с инструменти на главния прозорец на библиотеката. В този случай същите елементи ще присъстват в строителното дърво на модела KOMPAS-3D, както в дървото на стъпките и елементите на модела KOMPAS-Shaft 2D (фиг. 3).
KOMPAS-Вал 2D с основание се нарича изчислителна система, която разполага с набор от инструменти за определяне на геометричните и якостни характеристики на механични предавателни елементи, зъбни връзки, лагери, валове. Изчисляването на елементите на механичната трансмисия включва изчисляване на геометрията, здравината и издръжливостта, а в някои случаи и устойчивостта на топлина. Възможно е да се изчисли отделна предавка офлайн или по време на процеса на проектиране на модела. Чрез промяна на условията на натоварване или конструктивните параметри можете бързо да намерите правилното техническо решение и да го начертаете в чертежите (процесът на проектиране на механични трансмисионни елементи в среда KOMPAS е описан подробно в № 8'2002).
В KOMPAS-Вал 2D можете да изчислите шлицовата връзка за смачкване и износване. Ако се получи предложение от технолози или доставчици за замяна на материала на детайла, можете да вземете готовия модел, да го заредите в KOMPAS-Shaft 2D, да изберете нов материал от справочника, да изясните неговите характеристики и накрая да изпълните проверка на изчислението на сплайни (фиг. 4). Само за няколко секунди KOMPAS-Shaft 2D ще покаже резултатите от изчислението под формата на таблица, съдържаща първоначалните данни и резултатите от изчислението. Ако някое от условията за якост не е изпълнено, можете да отпечатате протокол, който ще служи като основа за отхвърляне на подмяната на материала.
Новостта на KOMPAS-Вал 2D е комплекс за изчисляване на валове и лагери. Разбира се, опитен дизайнер илиняма да е трудно за един калкулатор да вземе две или три справочници от рафт с книги, да си спомни основите на якостта на материалите и теоретичната механика, да състави проектна схема за вал и след два или три часа да издаде заключение за напреженията, възникващи в опасните секции на вала. Въпреки това, с помощта на KOMPAS-Shaft 2D можете да получите истинско удоволствие от простотата и ефективността на решаването на същия проблем.
Да вземем за пример многостепенен зъбен вал, монтиран в конусни ролкови лагери с ъглов контакт (фиг. 5). Един от неговите етапи е спирална външна предавка. Валът е подложен на въртящ момент и радиални сили. Стойностите на външните сили са известни; определят се и геометричните характеристики на вала. Първо, ще приложим действащите натоварвания към модела (стойността на въртящия момент вече е въведена при изчисляването на зъбната предавка). Нека изясним как въртящият момент действа върху целия вал или върху определена част от него. След това посочваме точката на приложение на радиалните сили или резултантния вектор, въвеждаме техните величини и посоки. Външните сили и моменти, приложени към конструкцията, ще бъдат показани на модела като стрелки.
С ръчно изчисление на този етап ще преминем към определяне на реакциите в опорите и в този случай KOMPAS-Вал 2D ще направи всичко това вместо нас. Нека извикаме диалоговия прозорец за изчисляване на лагери (фиг. 6). Силите, действащи върху лагерите, вече са определени, като се вземат предвид както външните натоварвания, така и натоварванията, поети от вала от зъбната предавка. Ние ще зададем работните условия на лагерите и ще направим изчисление за статична и динамична товароносимост, както и за издръжливост и разсейване на топлината. Изчислените параметри ще бъдат представени под формата на таблица, която може да бъде отпечатана или запазена като файл.
И така, имаме схема за проектиране и вече сме изчислилиреакции. Продължаваме директно към изчисляването на вала (фиг. 7). Преди да започнете изчислението, можете да посочите минималното покритие на повърхността за структурни елементи: жлебове, резби, шлици, легла на лагери и т.н. и да изберете материал с различни свойства за вала.
По-нататъшният процес за потребителя е изключително прост. Трябва само да щракнете двукратно, за да изберете параметъра за изчисляване (сила, момент, относителна деформация, еквивалентно напрежение и др.), и резултатът от изчислението ще бъде представен като графика на разпределението на стойността на съответния параметър по дължината на вала (диаграма). Диаграмата е начертана върху модела на вала (фиг. 8). Това се прави, за да може визуално да се оцени стойността на проектния параметър на всеки етап от конструкцията. За да видите точно изчислената стойност във всяка секция на вала, проследяването на графиката ще ви помогне.
Резултатите от изчислението на вала могат да бъдат форматирани като чертежи KOMPAS (фиг. 9) или запазени във формат FastReport.
И така, целият процес на изчисляване на вала от прилагане на сили до получаване на хартиени копия на резултатите от изчислението отнема пет до десет минути. Може да възникне основателно съмнение: бързо е, но правилно ли е? Опитът показва, че при изчисляване на множество тестови случаи и реални задачи на клиенти, несъответствието между резултатите от ръчните и машинните изчисления е не повече от 2-2,5%.
Друга особеност на КОМПАС-Вал 2D е, че системата е интегрирана с електронния справочник „Материали и асортименти”. И ако вашето предприятие вече е преминало към работа с модерна система за управление на инженерни данни и жизнения цикъл на продукта LOTSMAN или е инсталирало обща директория за материали, тогава можете да изберете материала за детайла от единна информационна база.
И така, кое е най-често срещанотоназначен като инженер-конструктор? Възможно е след известно време много читатели да могат уверено да отговорят: "Работи с KOMPAS-Shaft 2D".
В следващите броеве на списанието ще можете да разгледате по-отблизо още едно ново решение на АСКОН - интегрирана система за моделиране на въртящи се тела KOMPAS-Shaft 3D.