17.3.1. Формирование геометрического образа (конструирование)

Выбор и задание варианта исполнения. Диалоговый режим этапа конструирования реализован посредством общения пользователя с экранным и пиктографическим меню. При этом в виде геометрических образов выбирают тип зацепления и варианты исполнения отдельных конструктивных элементов, из которых формируется геометрический образ колеса.

Для выполнения данного этапа конструирования из главного экранного меню переходят в подменю выбора и задания варианта исполнения основных элементов зубчатого колеса. Выбор одной из строк этого подменю вызывает появление на экране пиктографического меню с геометрическими образами исполнения:

- зацепления (рис. 17.11, четыре варианта);

Рис. 17 11

- зубчатого венца (рис. 17.12, семь вариантов);

Рис. 17.12.

- отверстия в ступице (рис. 17.13, восемь вариантов)

Рис. 17.13.

- ступицы зубчатого колеса (рис. 17.14, три варианта);

Рис.17.14

- диска колеса( рис.17.15, пять вариантов);

Выбор варианта, представленного в пиктографическом меню, осуществляют с помощью устройства указания: стрелку на экране устанавливают в окно выбора и нажимают клавишу Ввод. При использовании манипулятора типа "мышь" выбор варианта исполнения производят указанием стрелкой-курсором на окно выбора варианта с одновременным нажатием левой кнопки манипулятора.

Конструирование таким образом построено по уровням, заданным в экранном подменю (сверху вниз).

Задание основных параметров зубчатого колеса. Для выполнения этого этапа конструирования из главного экранного меню вызывают подменю функций задания основных параметров зубчатого колеса, в котором представлены строки вызова функции диалога для ввода необходимых параметров соответственно зубчатого зацепления, зубчатого венца, отверстия в ступице, ступицы, диска зубчатого колеса.

В момент ввода параметров выдается информационное сообщение, характеризующее текущий вариант исполнения данного элемента колеса.

Задание параметров осуществляют в диалоге, отображаемом на экране. В диалоговых запросах приведены сообщения о рекомендуемых значениях параметров и о допустимых диапазонах их изменения. Предусмотрен контроль правильности ввода исходных данных с анализом соответствия их значений рекомендациям и допустимому диапазону.

Для ввода нормированных значений параметров система проектирования предлагает выбирать их из экранного меню с помощью устройства указания и светового курсора в области экранного меню.

Ввод основных параметров для вариантов исполнения каждого элемента колеса завершается запросом:

"Хотите изменить введенные значения параметров? (Д или Н):" При ответе Д (Да) диалоговые запросы на ввод параметров повторяются, что дает возможность провести корректировку заданных значений. Ранее введенные значения параметров при этом приведены в угловых скобках и могут быть подтверждены по умолчанию (нажатием клавиши Ввод).

Задание параметров зубчатого зацепления. Такими параметрами являются: модуль, число зубьев колеса, угол наклона зубьев, коэффициент смещения исходного контура у колеса. Кроме того вводят: число зубьев и коэффициент смещения у сопряженного колеса (шестерни). Для задания модуля в экранном меню предложены числовые значения по ГОСТ 9563-60.

По введенным параметрам вычисляются делительный диаметр и диаметр вершин зубьев, проводится проверка качества зацепления по геометрическим показателям (отсутствие подрезания зуба, проверка радиального зазора в передаче, отсутствие интерференции). По результатам проверки может быть выдано одно из диагностических сообщений:

*** При заданном коэффициенте смещения исходного ***

* * * контура - подрез зуба; * * *

*** При заданных исходных параметрах зацепление ***

*** осуществить невозможно; ***

*** Радиальный зазор во впадине колеса <значение> мм ***

*** меньше рекомендуемого <значение> мм; ***

*** Радиальный зазор во впадине сопряженного колеса ***

*** <значение> мм меньше минимального рекомендуемого ***

*** <значение> мм; ***

*** Интерференция вершины зуба колеса с переходной ***

*** поверхностью сопряженного зуба. ***

После выдачи сообщения предлагается изменить значения параметров для продолжения проектирования.

Задание параметров зубчатого венца. В диалоге задают ширину венца и параметры фаски с одного или двух торцов в зависимости от варианта исполнения (рис. 17.12). Для криволинейной фаски значение радиуса вычисляется программой. В круглых скобках приведены рекомендуемые из конструктивных соображений значения параметров и допустимые диапазоны.

Для выбора размера фаски предложен нормальный ряд значений по ГОСТ 6636-69, представленный в экранном меню.

Для фаски с углом не 45° возможно два варианта задания параметров: по углу или по ширине фаски. Допустимый диапазон угла - от 0 до 45°, рекомендуемое значение - 15°. Фаску относят к высоте зуба.

Центр дуги скашивания торца зубьев венца криволинейным профилем расположен на окружности впадин зубьев.

Для удобства работы на экран автоматически вызывается и затем с него удаляется изображение зубчатого венца выбранного варианта исполнения.

Задание параметров отверстия в ступице. В диалоге задают диаметр отверстия в ступице (рис. 17.13). В экранном меню предложены следующие значения диаметров:

• для цилиндрических и конических отверстий из ряда Ra40 (ГОСТ 6636-69) от 10 до 950 мм;

• для шлицевых прямобочных отверстий по ГОСТ 1139-80 в зависимости от серии от 14 до 125 мм;

• для шлицевых эвольвентных отверстий по ГОСТ 6083-80 от 4 до 500 мм. Диаметр отверстия определяют в зависимости от числа зубьев и модуля, для выбора которого в экран ном меню предложен нормальный ряд значений от 0,5 до 10,0 мм.

Для задания конусности в коническом отверстии предложен в экранном меню нормальный ряд значений от 1:3 до 1:50 по ГОСТ 8593-81.

Ввод конусности и серии шлицев контролируется программой, которая не допускает задания ошибочных значений, повторяя запрос при их появлении.

Ширина фаски на цилиндрическом и коническом отверстиях рекомендуется из нормального ряда в зависимости от диаметра отверстия. Для шлицевых отверстий рекомендуется фаска с углом 30° и наружным диаметром на торце ступицы равным:

d + 2 m - для прямобочных шлицев;

d + 1,1 т - для эвольвентных шлицев,

где d - номинальный диаметр отверстия, мм; т - модуль шлицев, мм. Задание параметров ступицы колеса. Параметры ступицы задают в диалоге. Допустимые значения длины ступицы находятся в диапазоне от 1 до 600 мм, но не менее ширины венца (рис. 17.14). Фаска выбирается в зависимости от диаметра ступицы из экранного меню, представленного нормальным рядом. Штамповочные уклоны рекомендуются равными 7 ° для штампованного диска (варианты № 4 и № 5, рис. 17.15, возможный диапазон от 3 до 30°) и 12° для штамповки с выемками (вариант № 3, рис. 17.15, возможный диапазон от 12 до 80°).

По введенным параметрам, проводится проверка возможности реализации выбранного исполнения по геометрическим соображениям. В случае необходимости вычисляется требуемое значение штамповочного уклона.

Задание параметров диска. Параметры задают в диалоге в соответствии с выбранным вариантом исполнения (рис. 17.15). В диалоговых запросах сообщаются рекомендуемые значения параметров или диапазоны их возможных значений. Размеры фасок приведены в экранном меню, представленном нормальным рядом. Для вариантов исполнения № 1 и № 2 диск может быть выполнен с отверстиями. Рекомендуемые значения параметров отверстий (диаметр окружности центров, количество и диаметр отверстий) вычисляются исходя из геометрических условий размещения отверстий на диске.

Значения радиусов сопряжений диска со ступицей и венцом рекомендуются в зависимости от варианта исполнения диска. Максимально возможные значения радиусов в этих вариантах исполнения диска вычисляют исходя из геометрических условий их выполнения. Если расчетное максимально возможное значение радиуса оказывается меньше минимально допустимого, то выводится соответствующее предупреждение и даются рекомендации по дальнейшим действиям.

Отображение геометрического образа колеса. Наглядное представление о конструируемом зубчатом колесе дает отображение его геометрического образа на экране. Эта операция производится автоматически при выборе соответствующей функции из экранного подменю. Помимо изображения зубчатого колеса для текущего варианта исполнения это подменю содержит строки-функции, выбор которых позволяет выполнить все необходимые операции по оформлению чертежа:

- нанесение размеров, предельных отклонений;

- простановка обозначений шероховатости поверхностей;

- указание обозначений баз, нанесение обозначений допусков формы и расположения поверхностей.

Образ зубчатого колеса на экране представлен в виде чертежного изображения - фронтального разреза.

Пользователь может выбором соответствующей строки из экранного меню получить информацию о текущем варианте исполнения и параметрах колеса, например:

Текущий вариант исполнения.

Колесо зубчатое цилиндрическое, внешнее зацепление, косозубое, направление зуба правое (№ 3);

Модуль = 3 мм; Число зубьев = 65; Коэффициент смещения исходного контура = -0,438;

Диаметр вершин зубьев = 203,1048 мм;

Угол наклона зубьев = 12,5°;

Скашивание торцов зубьев фаской с углом 45° двустороннее (№ 1);

IШирина венца = 44 мм; Ширина фаски венца = 1,6 мм;

Отверстие в ступице цилиндрическое с прямобочными шлицами (№ 3); Диаметр отверстия в ступице = 40 мм; Серия шлицев = л;

Угол фаски = 30°; Диаметр фаски = 42 мм;

Ступица, выступающая в одну сторону (№ 2);

Длина ступицы = 60 мм; Диаметр ступицы = 63 мм;

Ширина фаски ступицы = 2 мм;

Штамповочный уклон = 7°; Штамповочный уклон ступицы слева =15°;

Диск симметричный при штампованной заготовке (№ 4);

Диаметр диска = 172 мм; Ширина фаски диска = 1,6 мм;

Толщина диска = 18мм; Штамповочный уклон = 7°;

Радиус сопряжения с венцом = 5 мм; Радиус сопряжения со ступицей = 5 мм;

Диск без отверстий.

Изображение выполняется по размерам, введенным при задании параметров зубчатого колеса. Масштаб изображения выбирается автоматически в пределах от 4:1 до 1:50 из условия размещения на формате A3 и сразу заносится в графу "Масштаб" основной надписи будущего чертежа.

Предусмотрена также возможность задания масштаба увеличения изображения по желанию пользователя.

Пример отображения геометрического образа зубчатого колеса (эскизный чертеж) приведен на рис. 17.9.

Пользователь имеет возможность внести изменения в конструкцию зубчатого колеса, т. е. провести редактирование.

Редактирование геометрического образа. Редактирование сформированного геометрического образа зубчатого колеса может быть выполнено путем изменения:

- вариантов исполнения его основных элементов;

- параметров элементов для принятых вариантов исполнения.

Редактирование, в отличие от начала конструирования, допускается начинать с любого элемента зубчатого колеса.

Очевидно, что после изменения варианта исполнения какого-либо элемента зубчатого колеса, необходимо провести сеанс задания параметров этого вновь введенного элемента в соответствии с установленной последовательностью (иерархией) конструирования.

Система проектирования отслеживает такие ситуации, когда редактирование одних элементов колеса затрагивает параметры, влияющие на другие (зависимые) элементы, и выдает сообщения о необходимых действиях.

Вследствие заданной иерархии конструирования основных элементов зубчатого колеса зависимыми являются элементы на ниже расположенных уровнях последовательности конструирования (строках пользовательского меню), что облегчает действия пользователя. Например, уровень (строка) задания параметров ступицы ниже уровня (строки) задания параметров отверстия в ступице, а рекомендуемые значения длины и диаметра ступицы зависят от диаметра отверстия в ней. Поэтому изменение при редактировании диаметра отверстия в ступице для принятого варианта ее исполнения вызывает появление сообщения:

" Вы изменили параметры: < диаметр отверстия)"

" Рекомендуем проверить правильность задания параметров:"

" длина ступицы, диаметр ступицы."

При проверке правильности задания параметров следует строго придерживаться уровневой иерархии конструирования (сверху вниз).

В диалоговом запросе при редактировании какого-либо параметра в угловых скобках приведено его предыдущее значение, что позволяет пользователю принять решение об изменении или быстро ввести его по умолчанию в случае сохранения, нажав клавишу Ввод.