Сопряжения в SolidWorks

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.

1. Создайте документ сборки.
2. Перейдите к файлу <каталог_установки>\samples\tutorial\assemblymates\bracket.sldpr t).
3. Нажмите кнопку Создать сборку из детали/сборки  на панели инструментов «Стандартная».

Откроется новый документ сборки.

4. Поместите указатель на исходную точку.

Указатель принимает форму , указывая на привязку к исходной точке сборки.

5. 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.

6. Нажмите Стандартные виды  и выберите Изометрия .
7. Нажмите кнопку Скрыть невидимые линии .
8. 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.

1. Запустите Проводник Windows (если он еще не открыт).
2. Перейдите в папку \<каталог_установки>\samples\tutorial\AssemblyMates.
3. 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)

4. 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.

5. Чтобы свернуть дерево конструирования FeatureManager правой кнопкой мыши, нажмите на Assem1 (Сборка1) в дереве конструирования FeatureManager и выберите Свернуть элементы.

6. 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».

7. 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.

1. Нажмите кнопку Условия сопряжения  на панели инструментов «Сборка».
2. 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».

3. Нажмите OK .

Теперь бобышка наружной вилки и отверстие кронштейна будут концентрично сопряжены. Сопряжение отобразится в разделе Сопряжения окна PropertyManager (Менеджер свойств).

4. Еще раз нажмите OK , чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).
5. 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.

6. Нажмите OK .
7. Еще раз нажмите кнопку Сопряжение .
8. 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».

9. Нажмите OK.

Теперь верх вилки вставится в отверстие кронштейна

Сопряжение наружной вилки с крестовиной

1. 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».

2. Нажмите OK.

Теперь крестовина и наружная вилка будут концентрично сопряжены.

3. 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.

4. Нажмите кнопку Закрыть .

Сопряжение внутренней вилки с крестовиной

1. Используя инструменты на панели инструментов «Сборка», переместите и поверните внутреннюю вилку приблизительно так, как показано на рисунке.
2. Нажмите кнопку Сопряжение .
3. 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 .

4. Дважды нажмите кнопку OK, чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).

Крестовина и внутренняя вилка будут концентрично сопряжены.

5. Нажмите кнопку Переместить компонент  и переместите внутреннюю вилку обратно рядом с кронштейном, как показано на рисунке. По завершении закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).
6. Нажмите кнопку Сопряжение .
7. 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 .

8. 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

1. Выберите нижнюю грань внутренней вилки и верхнюю наклонную грань кронштейна.

2. Нажмите кнопку Параллельность .

Внутренняя вилка будет выровнена по кронштейну.

3. 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.

4. Нажмите кнопку OK , затем закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).
5. Сохраните сборку.

Сопряжение коротких осей с внутренней вилкой

Можно добавить детали в сборку другим способом — используя меню Вставка.

1. Выберите Вставка, Компонент, Из файла …

Можно также нажать кнопку Вставить компоненты  на панели инструментов «Сборка».

2. В разделе Деталь/сборка для вставки окна PropertyManager (Менеджер свойств) нажмите Обзор, затем перейдите в папку <каталог_установки>\samples\tutorial\assemblymates.

3. Выберите файл u-joint_pin2.sldprt, затем нажмите кнопку Открыть.

4. Нажмите в том месте графической области, где необходимо разместить компонент.

Компонент u-joint_pin2<1> (Ось крестовины2<1>) будет добавлен в сборку.

5. Нажмите кнопку Сопряжение .
6. Выберите цилиндрическую грань оси и внутреннюю грань отверстия под болт во внутренней вилке.
7. Добавьте сопряжение Концентричность .

8. 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.

9. Нажмите кнопку OK , затем закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств).

Чтобы выполнить сопряжение копии короткой оси с внутренней вилкой:

1. 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.

2. 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.

3. 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».

1. Выберите Файл, Открыть и откройте файл u-joint_pin1.sldprt.
2. Расположите окна рядом, чтобы были видны оба окна: детали и сборки.
3. 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.

1. 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).

2. Разместите ось.

Появится всплывающая панель инструментов «Сопряжение», на которой выбрано Концентричность .

3. Нажмите кнопку Добавить/завершить сопряжение , чтобы добавить сопряжение.

Добавьте сопряжение «Касательность», чтобы завершить создание сопряжения длинной оси.

1. Закройте файл u-joint_pin1.sldprt и разверните окно сборки.
2. Нажмите кнопку Сопряжение , затем выберите торцевую грань оси и внешнюю грань наружной вилки, как показано на рисунке.

3. Добавьте сопряжение Касательность , затем сохраните сборку.

Сопряжение рукоятки со сборкой

1. Нажмите кнопку Скрыть невидимые линии .
2. Перетащите файл crank-assy.sldasm из Проводника Windows в окно сборки.

3. Нажмите кнопку Сопряжение , затем выберите внешнюю сторону рукоятки и цилиндрическую грань бобышки наружной вилки.

4. Добавьте сопряжение Концентричность  и дважды нажмите кнопку OK, чтобы закрыть окно PropertyManager (Менеджер свойств).

Теперь добавим сопряжение «Параллельность».

1. Нажмите кнопку Переместить компонент , перетащите рукоятку в положение над бобышкой наружной вилки, затем закройте окно

PropertyManager (Менеджер свойств).

2. Нажмите кнопку Сопряжение .
3. Нажмите кнопку Невидимые линии отображаются , затем кнопку Увеличить элемент вида  и увеличьте изображение рукоятки и бобышки наружной вилки.
4. Выберите плоскую грань бобышки наружной вилки и плоскую грань внутри рукоятки. Используйте команду Выбрать другой для более простого выбора скрытых граней.

5. Добавьте сопряжение Параллельность .

Теперь добавьте сопряжение «Совпадение», чтобы завершить создание сопряжения рукоятки со сборкой.

1. Выберите нижнюю грань рукоятки и верхнюю грань кронштейна. Добавьте сопряжение Совпадение .

2. Закройте окно PropertyManager (Менеджер свойств) и сохраните сборку.
3. 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.

1. 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.

2. 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.

1. Нажмите кнопку Переместить компонент .
2. Нажмите на грань одного из компонентов узла сборки рукоятки, например, на верхнюю часть рукоятки.
3. 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.

2. Когда открыт документ сборки, нажмите кнопку Скрыть невидимые линии .
3. Выберите Вставка, Вид с разнесенными частями.
4. В разделе Инструменты — редактировать диалогового окна нажмите Создать .

Диалоговое окно будет развернуто.

4. 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.

5. 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.

6. Выберите Весь узел.
7. 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.

9. 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.

10. 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.

1. Нажмите кнопку Создать  для создания следующего шага разнесения.
2. Нажмите на горизонтальную кромку кронштейна.

3. Нажмите на наружную вилку, внутреннюю вилку, крестовину и болты (либо в графической области, либо в дереве конструирования FeatureManager).
4. Проверьте Параметры шага и нажмите кнопку Применить .

5. Установите нужное расстояние, затем нажмите кнопку Применить .
6. Нажмите OK для сохранения вида с разнесенными частями с двумя шагами разнесения.
7. 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.

1. Нажмите на ярлык Менеджер конфигурации , чтобы перейти в окно конфигурации.
2. Дважды нажмите Default (По умолчанию) или нажмите знак для развертывания вида.

Если появится запрос на подтверждение показа конфигурации, нажмите OK.

3. 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).
4. Нажмите правой кнопкой мыши на элемент ExplView1 (Вид с разнесенными частями1) и выберите Редактировать определение.

5. 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 .
6. Нажмите кнопку Создать  для создания нового шага разнесения, затем попробуйте разнести другие детали сборки. Не забывайте нажимать кнопку Применить  после завершения каждого шага.
7. Когда весь вид с разнесенными частями будет выглядеть должным образом, нажмите OK.
8. Нажмите кнопку Закрасить с кромками . На рисунке ниже представлен один из возможных видов с разнесенными частями. Ваша сборка может выглядеть по-другому.

9. Чтобы свернуть всю сборку, правой кнопкой мыши нажмите на имя сборки в верхней части дерева Менеджер конфигурации и выберите Составить.
10. Сохраните сборку.