Сопряжения в SolidWorks
В этом учебном пособии приводятся инструкции по созданию сборки универсального шарнира, показанного на рисунке, и демонстрируется следующее:
- Выполнение сборки из деталей
- Использование следующих сопряжений в сборке:
— Cовпадение
— Концентричность
— Параллельность
— Касательность
- Использование Авто-сопряжений
- Проверка сопряжений
- Разнесение и составление сборки
Введение
В этой сборке используются следующие детали и сборка, находящиеся в папке <каталог_установки>\samples\tutorial\assemblymates.
Настройка параметра «Загрузка сборки»
Можно загрузить сборку, активные детали которой являются полностью решенными или сокращенными.
- Полностью решенные. В память загружаются все данные модели.
- Сокращенный. В память загружается сокращенная версия данных модели. Оставшиеся данные модели загружаются, если компонент будет выбран или на него повлияют изменения, выполненные в текущем сеансе редактирования.
Можно существенно повысить скорость обработки больших сборок за счет использования сокращенных компонентов.
Создаваемая в процессе этого упражнения сборка включает узел сборки, детали которого можно загрузить сокращенными. Однако использование сокращенных деталей не дает никаких преимуществ по следующим причинам:
- Узел сборки небольшой, он состоит только из трех простых компонентов.
- В процессе создания сборки выбираются два из трех компонентов, поэтому они решаются.
Прежде чем открыть документ сборки, необходимо установить параметры загрузки сборки. Выполните следующее действие:
- Выберите Инструменты, Параметры, Настройки пользователя. В
разделе Режим для большой сборки отключите параметр Автоматически загрузить детали как сокращенные, затем нажмите OK.
Вставка первой детали в сборку
В данном разделе описываются процедуры вставки детали в сборку.
- Создайте документ сборки.
- Перейдите к файлу <каталог_установки>\samples\tutorial\assemblymates\bracket.sldpr t).
- Нажмите кнопку Создать сборку из детали/сборки
на панели инструментов «Стандартная».
Откроется новый документ сборки.
- Поместите указатель на исходную точку.
Указатель принимает форму , указывая на привязку к исходной точке сборки.
- Нажмите, чтобы разместить компонент кронштейна.
При размещении компонента подобным образом исходная точка компонента совпадает с исходной точкой сборки; плоскости детали и сборки выровнены по отношению друг к другу. Хотя эта процедура и не является обязательной, тем не менее, она помогает установить исходную ориентацию для сборки.
Данный тип связи можно создать с любым компонентом по мере их добавления в сборку. Можно также создать связь с исходной точкой сборки путем перетаскивания компонента в дерево конструирования FeatureManager в окне сборки.
Дерево конструирования FeatureManager содержит элемент (f) bracket<1> (кронштейн<1>). Поскольку bracket (кронштейн) — первый компонент, вставленный в сборку, он зафиксирован (f). Перемещение или вращение компонента невозможно до тех пор, пока его не сделают свободно перемещаемым (незафиксированным). <1> означает первый экземпляр кронштейна в сборке.
В сборке также имеется пустой элемент Mates (Сопряжения). Этот элемент представляет собой зарезервированное место для сопряжений, которые будут добавляться позже.
- Нажмите Стандартные виды
и выберите Изометрия
.
- Нажмите кнопку Скрыть невидимые линии
.
- Выберите Вид, Исходная точка, чтобы удалить исходную точку из графической области.
Добавление других компонентов в сборку
Можно добавить компоненты в сборку другим способом — перетащить их из окна Проводника Windows.
- Запустите Проводник Windows (если он еще не открыт).
- Перейдите в папку \<каталог_установки>\samples\tutorial\AssemblyMates.
- Нажмите на каждый из элементов, которые перечислены в списке ниже, и перетащите его в графическую область окна Assem1 (Сборка1). Расположите их относительно кронштейна примерно так, как показано на рисунке.
- yoke_male.SLDPRT (Вилка наружная)
- yoke_female.SLDPRT (Вилка внутренняя)
- spider.SLDPRT SLDPRT (Крестовина)
- Посмотрите на дерево конструирования FeatureManager, разверните каждый элемент для просмотра всех элементов, образующих компоненты.
Перед именем каждого нового компонента имеется обозначение (-), указывающее на то, что его местоположение недоопределено. Эти компоненты можно перемещать и вращать.
- Чтобы свернуть дерево конструирования FeatureManager правой кнопкой мыши, нажмите на Assem1 (Сборка1) в дереве конструирования FeatureManager и выберите Свернуть элементы.
- Попробуйте перемещать и вращать отдельные компоненты с помощью следующих инструментов на панели инструментов «Сборка»:
- Нажмите кнопку Переместить компонент
, нажмите на одну из граней компонента, затем перетащите его, чтобы переместить.
- Нажмите кнопку Вращать компонент
, нажмите на одну из граней компонента, затем перетащите его, чтобы повернуть.
Можно один за другим перемещать или вращать несколько незафиксированных компонентов.
ПРИМЕЧАНИЕ. Перемещение и вращение компонента возможно без вызова дополнительных команд (перемещение – левой клавишей мыши, вращение – правой). Если опция «Переместить компоненты путем перетаскивания» (Инструменты, Параметры, Настройки пользователя, Сборки) не активна, то необходимо использовать специальные команды «Переместить компонент», «Вращать компонент».
- Сохраните сборку как U-joint.sldasm.
Сопряжение кронштейна с наружной вилкой
В этом упражнении описывается добавление различных типов взаимосвязей между сопряжениями в сборке.
Сначала выполните сопряжение кронштейна с наружной вилкой.
- Нажмите кнопку Условия сопряжения
на панели инструментов «Сборка».
- В окне PropertyManager (Менеджер свойств) нажмите на цилиндрическую грань бобышки на наружной вилке и на цилиндрическую внутреннюю грань отверстия сверху кронштейна.
Можно также выбрать детали для сопряжения перед открытием PropertyManager (Менеджера свойств). Во время выбора элементов держите нажатой клавишу Ctrl.
В графической области появится всплывающая панель инструментов «Сопряжение», на которой выбрано Концентричность . Появится предварительное изображение сопряжения «Концентричность».
- Нажмите OK
.
Теперь бобышка наружной вилки и отверстие кронштейна будут концентрично сопряжены. Сопряжение отобразится в разделе Сопряжения окна PropertyManager (Менеджер свойств).
- Еще раз нажмите OK
, чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).
- Для проверки сопряжения нажмите кнопку Переместить компонент
и перетащите наружную вилку. Можно перетаскивать только вверх и вниз по оси сопряжения “Концентричность”. Вилка может вращаться во время перемещения.
- Нажмите OK
.
- Еще раз нажмите кнопку Сопряжение
.
- Нажмите на верхнюю внутреннюю грань кронштейна и верхнюю грань наружной вилки.
Для выбора верхней внутренней стороны кронштейна, не вращая его, правой кнопкой мыши нажмите на верх кронштейна, а затем нажмите Выбрать другой. Нажимайте N (Нет) до тех пор, пока не высветится нужная грань, затем нажмите Y (Да).
Появится предварительное изображение сопряжения «Совпадение».
- Нажмите OK.
Теперь верх вилки вставится в отверстие кронштейна
Сопряжение наружной вилки с крестовиной
- Выберите внутренние грани одного отверстия под болт на наружной вилке и одно отверстие под болт на крестовине.
В графической области появится всплывающая панель инструментов «Сопряжение», на которой выбрано Концентричность . Появится предварительное изображение сопряжения «Концентричность».
- Нажмите OK.
Теперь крестовина и наружная вилка будут концентрично сопряжены.
- Выберите плоскую грань крестовины, на которой имеется отверстие, выбранное в шаге 1, и внутреннюю грань наружной вилки.
Для перемещения и вращения компонентов при открытом окне Сопряжение PropertyManager (Менеджера свойств) используйте инструменты Перемещать и Вращать вид
на панели инструментов “Вид”. Для выхода из режима перемещения или вращения нажмите на этот инструмент еще раз или нажмите клавишу Esc.
В графической области появится всплывающая панель инструментов «Сопряжение», на которой выбрана Совпадение . Появится предварительное изображение сопряжения «Концентричность».
Крестовина должна быть внутри наружной вилки, как показано на рисунке.
- Если сопряжение выглядит правильно, нажмите OK
.
- Если сопряжение выглядит неверно, нажмите Отменить ввод
, выберите правильные грани, затем нажмите OK.
- Нажмите кнопку Закрыть
.
Сопряжение внутренней вилки с крестовиной
- Используя инструменты на панели инструментов «Сборка», переместите и поверните внутреннюю вилку приблизительно так, как показано на рисунке.
- Нажмите кнопку Сопряжение
.
- Выберите внутреннюю грань отверстия под болт внутренней вилки и одно из видимых отверстий под болт крестовины.
Появится предварительное изображение сопряжения «Концентричность». В окне PropertyManager (Менеджера свойств) в разделе Стандартные сопряжения будет выбрана Концентричность .
- Дважды нажмите кнопку OK, чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).
Крестовина и внутренняя вилка будут концентрично сопряжены.
- Нажмите кнопку Переместить компонент
и переместите внутреннюю вилку обратно рядом с кронштейном, как показано на рисунке. По завершении закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).
- Нажмите кнопку Сопряжение
.
- Выберите плоскую грань крестовины с отверстием, которая использовалась в последней операции сопряжения, и внутреннюю грань внутренней вилки.
Появится предварительное изображение сопряжения «Совпадение». В окне PropertyManager (Менеджер свойств) и на всплывающей панели инструментов будет выбрано Совпадение .
- Нажмите OK.
Внутренняя вилка должна размещаться так, как показано на рисунке. Вращение в сборке может отличаться от того, что показано на рисунке, так как оно зависит от исходного положения двух компонентов перед сопряжением.
Сопряжение внутренней вилки с нижней частью кронштейна
- Выберите нижнюю грань внутренней вилки и верхнюю наклонную грань кронштейна.
- Нажмите кнопку Параллельность
.
Внутренняя вилка будет выровнена по кронштейну.
- Если внутренняя вилка перевернута верхней частью вниз, в группе Стандартные сопряжения для Выровнять сопряжения выберите Не выровнены
.
ВНИМАНИЕ! Более подробно о выравнивании сопряжений
Выровнены. Векторы нормали для выбранных граней направлены в одну сторону.
Не выровнены (на). Векторы нормали для выбранных граней направлены в противоположные стороны.
- Нажмите кнопку OK , затем закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).
- Сохраните сборку.
Сопряжение коротких осей с внутренней вилкой
Можно добавить детали в сборку другим способом — используя меню Вставка.
- Выберите Вставка, Компонент, Из файла …
Можно также нажать кнопку Вставить компоненты на панели инструментов «Сборка».
- В разделе Деталь/сборка для вставки окна PropertyManager (Менеджер свойств) нажмите Обзор, затем перейдите в папку <каталог_установки>\samples\tutorial\assemblymates.
- Выберите файл u-joint_pin2.sldprt, затем нажмите кнопку Открыть.
- Нажмите в том месте графической области, где необходимо разместить компонент.
Компонент u-joint_pin2<1> (Ось крестовины2<1>) будет добавлен в сборку.
- Нажмите кнопку Сопряжение
.
- Выберите цилиндрическую грань оси и внутреннюю грань отверстия под болт во внутренней вилке.
- Добавьте сопряжение Концентричность
.
- Выберите торцевую грань оси и внешнюю грань внутренней вилки.
Появится предварительное изображение сопряжения Касательность . Торцевая часть болта является касательной к внешней грани внутренней вилки. Если выравнивание неверное, измените значение параметра Выровнять сопряжения.
Для данного сопряжения можно использовать Касательность (вместо Совпадение), поскольку одна из граней — плоская, а другая — цилиндрическая.
- Нажмите кнопку OK , затем закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).
Чтобы выполнить сопряжение копии короткой оси с внутренней вилкой:
- Удерживая клавишу Ctrl, перетащите значок u-joint_pin2<1> (Ось крестовины2<1>) из дерева конструирования FeatureManager в графическую область.
Копия компонента будет добавлена в сборку u-joint_pin2<2> (Ось крестовины2<2>). Обозначение <2> показывает, что это второй экземпляр данной детали в сборке.
- Повторите шаги, выполненные для первого экземпляра оси, и выполните сопряжение второго экземпляра оси с другим отверстием внутренней вилки. Убедитесь, что добавляются одинаковые типы сопряжений:
- Добавьте сопряжение Концентричность
между цилиндрической гранью оси и внутренней гранью отверстия под болт во внутренней вилке.
- Добавьте сопряжение Касательность
между торцевой гранью оси и внешнюю грань внутренней вилки.
- Сохраните сборку.
Использование Авто-сопряжений для сопряжения длинной оси
Для некоторых типов сопряжений можно создавать взаимосвязи сопряжения автоматически с помощью Авто-сопряжений. Можно указывать ссылки на геометрию существующих компонентов при перетаскивании новых компонентов в сборку.
В этом упражнении автоматически создается сопряжение «Концентричность».
- Выберите Файл, Открыть и откройте файл u-joint_pin1.sldprt.
- Расположите окна рядом, чтобы были видны оба окна: детали и сборки.
- Измените режим вида в окне сборки на Закрасить с кромками
, а ориентацию вида — на Изометрия
. Увеличьте изображение отверстия под болт на наружной вилке.
Режим Закрасить с кромками облегчает предварительный просмотр Авто-сопряжений.
Теперь перетаскиваем ось в сборку.
- Выберите цилиндрическую грань оси и перетащите ее в сборку. Поместите указатель на внутреннюю грань отверстия под ось на наружной вилке в окне сборки. (ось может быть не видна за сборкой.)
При помещении указателя на отверстие под ось он принимает форму . Эта форма указателя показывает, что, если ось будет размещена в данном месте, то будет создано сопряжение “Концентричность”. Тут же создается предварительный вид оси.
Если на предварительном изображении показывается, что необходимо изменить состояние выравнивания, нажмите клавишу Tab для переключения выравнивания (выровнен/не выровнен).
- Разместите ось.
Появится всплывающая панель инструментов «Сопряжение», на которой выбрано Концентричность .
- Нажмите кнопку Добавить/завершить сопряжение
, чтобы добавить сопряжение.
Добавьте сопряжение «Касательность», чтобы завершить создание сопряжения длинной оси.
- Закройте файл u-joint_pin1.sldprt и разверните окно сборки.
- Нажмите кнопку Сопряжение
, затем выберите торцевую грань оси и внешнюю грань наружной вилки, как показано на рисунке.
- Добавьте сопряжение Касательность
, затем сохраните сборку.
Сопряжение рукоятки со сборкой
- Нажмите кнопку Скрыть невидимые линии
.
- Перетащите файл crank-assy.sldasm из Проводника Windows в окно сборки.
- Нажмите кнопку Сопряжение
, затем выберите внешнюю сторону рукоятки и цилиндрическую грань бобышки наружной вилки.
- Добавьте сопряжение Концентричность
и дважды нажмите кнопку OK, чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).
Теперь добавим сопряжение «Параллельность».
- Нажмите кнопку Переместить компонент
, перетащите рукоятку в положение над бобышкой наружной вилки, затем закройте окно
PropertyManager (Менеджер свойств).
- Нажмите кнопку Сопряжение
.
- Нажмите кнопку Невидимые линии отображаются
, затем кнопку Увеличить элемент вида
и увеличьте изображение рукоятки и бобышки наружной вилки.
- Выберите плоскую грань бобышки наружной вилки и плоскую грань внутри рукоятки. Используйте команду Выбрать другой для более простого выбора скрытых граней.
- Добавьте сопряжение Параллельность
.
Теперь добавьте сопряжение «Совпадение», чтобы завершить создание сопряжения рукоятки со сборкой.
- Выберите нижнюю грань рукоятки и верхнюю грань кронштейна. Добавьте сопряжение Совпадение
.
- Закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств) и сохраните сборку.
- Нажмите кнопку Изометрия
, затем кнопку Закрасить с кромками
.
Полученная сборка должна выглядеть, как показано на рисунке.
Проверка сопряжений
Для проверки добавленных сопряжений можно использовать дерево конструирования FeatureManager.
- В дереве конструирования FeatureManager нажмите значок рядом с элементом Mates (Сопряжения) сборки (а не с узлом сборки crank-assy (рукоятка в сборе)) для просмотра сопряжений.
Если какие-либо сопряжения были добавлены или удалены либо сопряженные компоненты выбирались в другом порядке, то имена сопряжений в сборке могут отличаться от показанных на рисунке.
Рядом с каждым сопряжением указывается его тип и номер, а также отображаются имена участвующих в нем компонентов.
- Переместите указатель на сопряжения, перечисленные в дереве конструирования FeatureManager.
Если задержаться некоторое время на определенном сопряжении, относящиеся к нему компоненты высвечиваются в графической области.
Сопряжения можно переименовывать точно так же, как и элементы детали.
Вращение рукоятки
Можно повернуть рукоятку сборки, выбрав узел сборки и переместив рукоятку.
- Нажмите кнопку Переместить компонент
.
- Нажмите на грань одного из компонентов узла сборки рукоятки, например, на верхнюю часть рукоятки.
- Перетащите указатель вертикально в графической области.
Ручка повернется, вращая наружную и внутреннюю вилки. Поддерживаются все взаимосвязи сопряжения.
Разнесение сборки
Можно создать вид с разнесенными частями сборки. Вид с разнесенными частями состоит из одного или нескольких шагов разнесения. В этом упражнении определяется первый шаг вида с разнесенными частями.
- Когда открыт документ сборки, нажмите кнопку Скрыть невидимые линии
.
- Выберите Вставка, Вид с разнесенными частями.
- В разделе Инструменты — редактировать диалогового окна нажмите Создать
.
Диалоговое окно будет развернуто.
- Выберите вертикальную кромку кронштейна, чтобы указать В каком направлении разнести.
Если стрелка предварительного просмотра указывает вниз, в разделе Параметры шага выберите Реверс направления, чтобы стрелка указывала вверх.
- Выберите грань компонента в сборке ручки в графической области или выберите компонент crank-assy (рукоятка в сборе) в дереве конструирования FeatureManager, чтобы показать Какие компоненты разнести.
- Выберите Весь узел.
- Если необходимо выбрать другой компонент, который требуется разнести, выполните одно из следующих действий:
- Удалите содержимое в поле Какие компоненты разнести и выберите новое.
- Нажмите в поле Какие компоненты разнести, нажмите правой кнопкой мыши в графической области, выберите Удалить выбранные элементы и выберите новое.
8. Нажмите кнопку Применить .
Обратите внимание на треугольный маркер в графической области.
- Перетащите этот маркер вверх и вниз до тех пор, пока не будет установлено приемлемое расстояние от сборки ручки до кронштейна.
Можно также указать местоположение, введя значение для параметра Расстояние.
- Еще раз нажмите кнопку Применить
для подтверждения нового значения расстояния в данном шаге.
Пока не нажимайте OK. Оставьте диалоговое окно открытым, чтобы можно было дальше добавлять шаги в вид с разнесенными частями.
Добавление шагов разнесения
Теперь добавим шаги разнесения для других компонентов.
- Нажмите кнопку Создать
для создания следующего шага разнесения.
- Нажмите на горизонтальную кромку кронштейна.
- Нажмите на наружную вилку, внутреннюю вилку, крестовину и болты (либо в графической области, либо в дереве конструирования FeatureManager).
- Проверьте Параметры шага и нажмите кнопку Применить
.
- Установите нужное расстояние, затем нажмите кнопку Применить
.
- Нажмите OK для сохранения вида с разнесенными частями с двумя шагами разнесения.
- Чтобы свернуть сборку, восстановив ее первоначальное состояние, нажмите правой кнопкой мыши в любом месте графической области и выберите Составить.
Редактирование вида с разнесенными частями
При необходимости можно изменить шаги разнесения или добавить новые. Вид с разнесенными частями можно выбрать в дереве Менеджер конфигурации.
- Нажмите на ярлык Менеджер конфигурации
, чтобы перейти в окно конфигурации.
- Дважды нажмите Default (По умолчанию) или нажмите знак для развертывания вида.
Если появится запрос на подтверждение показа конфигурации, нажмите OK.
- Дважды нажмите на элемент ExplView1 (Вид с разнесенными частями1), чтобы снова разнести сборку (или нажмите правой кнопкой мыши на ExplView1 (Вид с разнесенными частями1) и выберите Разнести).
- Нажмите правой кнопкой мыши на элемент ExplView1 (Вид с разнесенными частями1) и выберите Редактировать определение.
- С помощью кнопок Предыдущий шаг и Следующий шаг
или списка Шаги разнесения на части просмотрите все шаги в виде с разнесенными частями. Измените шаги должным образом, затем, передредактированием следующего шага, нажмите кнопку Применить
.
- Нажмите кнопку Создать
для создания нового шага разнесения, затем попробуйте разнести другие детали сборки. Не забывайте нажимать кнопку Применить
после завершения каждого шага.
- Когда весь вид с разнесенными частями будет выглядеть должным образом, нажмите OK.
- Нажмите кнопку Закрасить с кромками
. На рисунке ниже представлен один из возможных видов с разнесенными частями. Ваша сборка может выглядеть по-другому.
- Чтобы свернуть всю сборку, правой кнопкой мыши нажмите на имя сборки в верхней части дерева Менеджер конфигурации и выберите Составить.
- Сохраните сборку.