Назад Go Back

Алгоритм разработки сборочного чертежа цилиндрического редуктора с помощью модуля cad интегрированной компьютерной системы ADEM

Селезнев Владимир Аркадьевич (Брянский госуниверситет)
Фото Татаринцева Тамара Ильинична (Брянский госуниверситет)
Чайкие Александр Семенович (Брянский госуниверситет)



Каждому человеку, избравшему себе техническое направление будущей специальности, необходимо  знать, что в какой бы области и в какой должности ему  не придётся трудиться, он должен обязательно уметь читать чертеж.

В настоящее время начинается эпоха так называемого безбумажного производства, когда станок обрабатывает деталь без традиционного чертежа. Создание таких технологий начинается в голове человека в виде примерного представления конструкций или сложных схем. Далее начинается подробная проработка возникших идей и, главное, уточнение себе и объяснение другим, как это выглядит для реализации, а обеспечивается это с помощью правильно разработанного чертежа. Конечно, не каждый будет работать конструктором, но полученная привычка точно ставить задачу будет нужна каждому – и высококвалифицированному станочнику и руководителю. И каждый должен пройти путь к мастерству, начиная с малого, и выполнять свою работу как можно лучше. Для повышения интереса к изучаемому предмету и более прочному усвоению учебного материала широко используются возможности компьютера. В частности, предлагаются элементы виртуального конструирования – создание из изображений простейших объемных элементов более сложных пространственных геометрических объектов. Для реализации возможностей компьютерного проектирования предлагается использовать одну из наиболее простых и доступных -  интегрированную систему ADEM CAD/CAM.

Выполненная разработка описывает порядок построения сборочного чертежа одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора с помощью модуля САD компьютерной системы ADEM Версия 8 и выше [1,2,3].

Для разработки сборочного чертежа редуктора выполняется расчет основных геометрических параметров по соответствующим методикам. Для выполнения построения необходимо иметь следующие исходные данные, полученные в результате расчетов:

- межосевое расстояние А, мм;

- делительные диаметры зубчатого колеса и шестерни dк/dш, мм;

- ширина зубчатого венца bк, мм;

- стандартный модуль зубьев m,мм;

- угол наклона линии зубьев, град;

- толщина стенки корпуса редуктора h, мм;

- размеры шпонок, мм;

- параметры крепежных болтов;

- размеры валов;

- сведения о применяемых подшипниках.

При наличии всех исходных данных открывается ранее установленная система ADEM, производится настройка параметров чертежа. Проектирование выполняется на формате А2 (вертикальный) в масштабе 1:2. Алгоритм разработки сборочного чертежа приведен на рисунке 1. Построение сборочного чертежа начинается с вида сверху. На этом виде редуктор изображается в разрезе, что наиболее полно раскрывает внутреннее строение механизма. Построение выполняется по шагам (итоговая часть графической разработки приведена на рис. 2):

Шаг 1. Построение начинается с нанесения осевых линий и вспомогательных для получения зубчатого зацепления на виде сверху.

Шаг 2. Вид сверху. По выполненным ранее вспомогательным построениям, с помощью команды Ломаная линия, воспроизводится четверть контура зубчатого колеса.

Шаг 3. Вид сверху. На следующем этапе производится редактирование изображения  четверти зубчатого колеса, выполняются фаски и скругления на  необходимых элементах.

Шаг 4. Вид сверху. Получение профиля зубчатого колеса на основании изображения его четверти с помощью команды Зеркальное отражение. Выполняется штриховка поверхностей попадающих в разрез.

Шаг 5. Вид сверху. К полученному изображению зубчатого колеса достраивается  половина шестерни.

Шаг 6. Вид сверху. Полный профиль шестерни получается с помощью команды Зеркальное отражение по построенному изображению её половины. На изображении шестерни  выполняется местный разрез в зоне зубчатого венца сопрягаемого с зубчатым колесом и наносятся три вертикальные линии под углом 75 град к горизонтали,  обозначающие, что зубчатое зацепление – косозубое.

Шаг 7. Вид сверху. Изображение внутреннего контура стенки корпуса редуктора. Расстояние от внутренней стенки корпуса редуктора до торца шестерни равно примерно толщине стенки h, значение которой имеется в исходных данных. Для размещения на корпусе крышки подшипникового узла, расстояние от торца шестерни до внутренней стенки  корпуса увеличивается до 45…50 мм. Контур стенки редуктора выполняется с помощью команды Прямоугольник по установленным координатам. В углах контура производится скругление углов,  радиус скругления устанавливается конструктивно.

Шаг 8. Вид сверху. Подбор и размещение подшипников,  построение маслоудерживающих колец. Подшипники размещаются на расстоянии толщины маслоудерживающих колец от контура внутренней стенки корпуса. Рекомендуемая их толщина 8-12 мм. Выбор подшипников производится из базы данных программы с учетом диаметра посадочного отверстия и серии в следующем порядке admLibrary – Плоские элементы – ГОСТ – Подшипники – Типоразмер подшипника. Выбранный подшипник копируется и переносится на поле чертежа. После размещения подшипников производится построение профилей маслоудерживающих колец, толщина их задана заранее, а максимальный размер не должен превышать наружный диаметр подшипника. Своим буртиком кольцо должно упираться во внутреннюю  обойму подшипника.

Шаг 9. Вид сверху. Построение   крышек подшипниковых узлов. Крышки бывают двух типов: сквозные и глухие. В сквозных крышках предусматривается уплотнение между вращающимся валом и отверстием в крышке. Крышка своими выступами должна упираться в наружное кольцо подшипника.

Шаг 10. Вид сверху. Построение контура разъема корпуса редуктора  производится относительно контура внутренней стенки корпуса, отступив от него наружу на суммарную величину толщины стенки редуктора и минимальной ширины фланца, которая зависит от размера крепежных болтов (для болтов М10 она равна 28 мм).

Шаг 11. Вид сверху. Построение контуров валов выполняется на основе расчетных значений их геометрических параметров, а также с учетом изображенных сопрягаемых с ними деталей. На соответствующих ступенях валов выполняются контуры шпоночных пазов, по месту выполняется построение распорных колец фиксирующих зубчатое колесо на валу.

Шаг 12. Главный вид. Построение крышек подшипников и подбор болтов для их крепления. Перенести осевые линии на место расположения главного вида. Провести горизонтальную осевую линию в месте расположения разъема корпуса редуктора. На пересечении осевых линий выполнить построение выступающего контура вала и контуры крышек подшипниковых узлов. Выбрать из базы данных (admLibrary – Плоские элементы – ГОСТ – Болты – Типоразмер болта) болты нужных размеров и перенести на изображения крышек.

Шаг 13. Главный вид. Построение профиля крышки корпуса редуктора выполняется относительно наружных диаметров зубчатого колеса и шестерни с учетом толщины стенки корпуса и зазора между торцами зубчатых передач и внутренней стенкой корпуса. Построить изображение крышки смотрового отверстия и переместить в верхнюю часть крышки редуктора, дорисовать фланец по всей длине крышки редуктора и кронштейны с отверстиями для перемещения.

Шаг 14. Главный вид. Главный вид. Построение профиля корпуса редуктора выполняется относительно наружных диаметров зубчатого колеса и шестерни с учетом толщины стенки корпуса и зазора между торцами зубчатых передач и внутренней стенкой корпуса. Выполнить построение фланцев разъема и опорного, создать бобышки под крышки подшипниковых узлов и ребра жесткости.

Шаг 15. Главный вид. Подбор и  изображение крепежных болтов и сливной пробки. Подбор крепежных элементов производится из базы данных в порядке admLibrary – Плоские элементы – ГОСТ – Болты – Типоразмер болта… - Гайки – Типоразмер гайки … - Шайбы – Типоразмер шайбы. Выбранные элементы копируются и переносятся на поле чертежа.

Шаг 16. Главный вид. Изображение маслоуказательного жезла. Исходя из конструктивных размеров корпуса редуктора выполняется изображение маслоуказательного жезла и переносится в нужное место на корпусе редуктора.

Шаг 17. Все виды. Простановка основных  размеров: габаритных, присоединительных, межосевое расстояние, размеры и размещение фундаментных болтов.

Шаг 18. Разработка спецификации. Для разработки спецификации открывается дерево построений в окне проекта, и поочередно заполняются разделы Документация, Детали, Стандартные изделия.

Шаг 19. Простановка номеров позиций на сборочном чертеже. Для простановки позиций на сборочном чертеже в дереве проекта из разработанной ранее спецификации выделяется нужная позиция, при помощи правой кнопки мыши вызывается контекстное меню и выбирается в нем коианда Установить позицию. Переводится курсор на деталь и левой кнопкой фиксируется положение выносной линии на ней, переводится курсор в место расположения полки с номером позиции и левой кнопкой фиксируется её положение.

Занятия проводятся в компьютерном классе или предметном кабинете оснащенном компьютерной техникой, для организации эффективного обучения  в кабинете необходимо иметь 3 – 4 автоматизированных рабочих места оснащенных ПК и принтером, для демонстрации выполнения разработок рекомендуется иметь компьютерный проектор [26, c.74-75] .

Учебные  занятия предлагается проводить в следующем порядке:

- самостоятельное изучение разделов учебного пособия;

-получение индивидуального задания и изучение алгоритма его выполнения;

       - собеседование с преподавателем о порядке выполнения задания на ПК;

        -наблюдение обучаемого за порядком выполнения задания другим Исполнителем и корректировка своего задания;

-выполнение построений под руководством Руководителя (другого обучаемого выполнившего задания);

-оказание помощи в выполнении задания следующему Исполнителю;

-собеседование с преподавателем о результатах выполнения задания.

Для оформления конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД необходима форма 1 по ГОСТ2.104-68 которая в ADEM 7.0 SLt отсутствует, её можно разработать самостоятельно) и занести под соответствующим именем в память системы. Полученные базовые практические навыки пользования системой позволят обучаемым с её помощью решать более сложные конструкторские задачи, разрабатывать сборочные чертежи и объемные модели различных изделий, выполнять графическую часть практических, курсовых и дипломных работ в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД.

 

      Развитие  вариативов  электронных  образовательных  ресурсов  будет  происходить  в  направлении  повышения  уровня  интерактивности,  качества  мультимедийного  представления  объектов  и  процессов,  расширения  моделинговой  поддержки.  Говоря  коротко – в  направлении  повышения  адекватности  представления  фрагментов  реального  или  воображаемого  мира.  Решение  учебных  задач  в  такой  среде  серьёзно  приближено  к  условиям  реальной  жизни.  Исследование  фрагмента  виртуальной  реальности  трудно  будет  отнести  к  какой-либо  одной  предметной  области.  Получается,  что  задуматься  об  изменении  одного  из  основополагающих  принципов  обучения – разделение  знаний  по  предметным  областям -  стоит  уже  сегодня.                                                                                                   

Список литературы

  1. Селезнев В.А. Конструирование и моделирование технических устройств. Учебное пособие для студентов специальностям 050501.65 «Профессиональное обучение», 050502.65 «Технология и предпринимательство». – Брянск: Издательство ООО «Ладомир», 2010. – 110 с.
  2. Селезнев В.А., Чайкин А.С.. Инженерная компьютерная графика в системе профессионального технологического образования. Монография. - Брянск: Издательство «Курсив», 2009.-156 с.
  3. Жеглова С.Н., Паскарь Ю.Ю., Селезнев В.А. Электронный информационный образовательный ресурс: <Алгоритм разработки сборочного чертежа цилиндрического одноступенчатого редуктора с помощью модуля CAD интегрированной компьютерной системы ADEM> Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО РАО ГАН №18467 от 24.07.2012.

Рисунки к докладу

Рис. 1
Рис. 1

Блок-схема алгоритма проектирования сборочного чертежа редуктора




Рис. 2
Рис. 2

Изображения построений сборочного чертежа и спецификации




Вопросы и комментарии к выступлению:


Редькин Владимир Федорович
(10 октября 2012 г. 20:00)

Как-то странно получается. Сначала вы пишите: "В настоящее время начинается эпоха так называемого безбумажного производства, когда станок обрабатывает деталь без традиционного чертежа.", а затем рассказываете о разработке сборочного чертежа как "уточнение себе и объяснение другим, как это выглядит для реализации, а обеспечивается это с помощью правильно разработанного чертежа". 

Фото
Татаринцева Тамара Ильинична
(18 октября 2012 г. 12:00)

Нет, не странно. В автоматизированном производстве для работы на станке с ЧПУ бумажный чертеж не нужен, а для проверки точности изготовления детали - он необходим. По 3D модели не проверишь!

Фото
Шахова Алевтина Бруновна
(18 октября 2012 г. 22:08)

Здравствуйте Тамара Ильинична, Скажите пожалуйста как называется ваша кафедра и дисциплина в рамках которой дается данный граф. пакет и данное задание, приступая к этой работе ваши студенты уже умеют работать в данном пакете или это первая работа. Если они уже знакомы с работой CAD систем, зачем тогда столь подробный пошаговый путеводитель, не лишает ли он студентов самостоятельности и не упрощает ли он процесс обучения?

С уважением Шахова А.Б.

Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(20 октября 2012 г. 17:58)

Добрый день, уважаемые коллеги!

У меня также возникли подобные вопросы, как и у Алевтины Бруновны. В рамках какой дисциплины выполняется данное задание? На каком курсе? Сколько времени отводится студентам на его выполнение? Какова роль преподавателя и как он задействован в учебном процессе? Какие элементы творчества в проектировании заложены?

И действительно ли необходим такой детализированный пошаговый путеводитель (по выражению Алевтины Бруновны)? На первый взгляд он кажется слишком детализированным.

С уважением Ярошевич О.В.

Фото
Татаринцева Тамара Ильинична
(22 октября 2012 г. 18:57)

Специальность "Учитель технологии и ОБЖ"

Кафедра Теория и методика профессионально-технологического образования

2 курс, модуль Графика, Компьютерная графика.

10-12 часов в зависимости от подготовленности студентов.

А по поводу творчества... Сначала надо научить, потом пусть творят...во время выполнения курсового проекта на 3 курсе.

Подробный алгоритм-он является учебным элементом модульной программы (см. нашу вторую статью).

Фото
Ярошевич Ольга Викторовна
(22 октября 2012 г. 20:57)

Спасибо за ответ, Тамара Ильинична. Но мне кажется элементы творчества могут быть в любом деле. Важно, как они воспринимаются студентами и подаются преподавателем. 

С уважением Ярошевич О.В.

Мичикова Наталья Викторовна
(25 октября 2012 г. 21:59)

Здравствуйте, Тамара Ильинична! Скажите, пожалуйста, если современные CAD-системы позволяют получать чертежи на базе трехмерных моделей, почему вы начинаете обучение с 2D построений, и только потом переходите к конструированию 3D моделей, а не наоборот. Какие недостатки вы видите в последовательности 3D-->2D?

Шелякина Галина Геннадьевна
(28 октября 2012 г. 0:32)

Здравствуйте, Тамара Ильинична. Целиком с Вами согласна - сначала нужно научить, поэтому представленная разработка очень полезна для этойцели.

Наверняка коллегами написана масса метод. пособий, не упрощали ли они процесс обучения?

С уважением, Г.Шелякина

Фото
Татаринцева Тамара Ильинична
(29 октября 2012 г. 23:35)

Современные разработчики должны уметь работать и с 2D и c 3D моделями. какой способ выбрать - в пределах их компетентности. Алгоритм расчета, представленный нами,-это ступень подготовки студента к выполнению курсового проекта по деталям машин. Там 3D не применяется.

В другой нашей статье можно посмотреть и о  2D и 3D моделировании.


Назад Go Back