ПОСТРОЕНИЕ ПРУЖИНЫ СЖАТИЯ ЧЕРЕЗ ИНСТРУМЕНТ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ СЖАТИЯ»

АННОТАЦИЯ

Разобран пример построения пружины сжатия через инструмент «проектирование цилиндрической пружины сжатия», предназначенный для выполнения проектного и проверочного расчетов цилиндрических винтовых пружин в среде системы КОМПАС-3D.

Ключевые слова: КОМПАС-3D, пружина сжатия, построение, трехмерная модель, использование переменных.

Для выполнения проектного и проверочного расчетов цилиндрических винтовых пружин в среде системы КОМПАС-3D используется инструмент «проектирование цилиндрической пружины сжатия». Для облегчения процесса обучения предлагается следующая пошаговая инструкция.

1. Для построения чертежа щелкните на кнопку «Построение». В открывшемся окне выберите «Плоский чертеж» (рис. 1), после чего откроется форма «Построение пружины сжатия» (рис.2).

                   Рисунок 1. Плоский чертеж                        Рисунок 2. Построение пружины сжатия

На форме вы можете задать направление навивки, параметры, а также выбрать отрисовку размеров и диаграммы.

2. При нажатии «Параметры размеров и диаграммы» откроется окно «Параметры выполнения чертежа пружины» (рис.3).

Рисунок 3. Параметры выполнения чертежа пружины

Здесь можно задать группу точности на силы и деформации, точности на геометрические параметры, способ изображения деформаций, назначение допусков, выбрать единицы шероховатости Ra или Rz.

3. Для построения трехмерной модели выберите «Построение» и в открывшемся меню «Трехмерная модель» (рис.4), произойдет построение модели.

Рисунок 4. Трехмерная модель

Управление параметрами осуществляется в окне «Переменные» (рис.5). Изменить можно следующие параметры: L – длина; Direction – направление навивки; D1 – наружный диаметр пружины; d –диаметр проволоки; n – число рабочих витков; n2 – число пожатых витков; n3 – число обработанных витков.

Рисунок 5. Управление параметрами

После вставки пружины в сборку можно изменить длину пружины, за счет изменения значения L, что позволяет выставить пружину в рабочее или промежуточное состояние.

В поле «Комментарий» окна управления переменными в квадратных скобках указаны значения: L0 - длина пружины в свободном состоянии; L1 – длина пружины при предварительной деформации; L2 – длина пружины при рабочей деформации; L3 – длина пружины при максимальной деформации.

Если сила при предварительной деформации F1 равна нулю, то значение L1 в поле «Комментарий» не выводится.

Использование переменных в 3D модели позволяет одну и ту же модель пружины по-разному деформировать в сборке (рис.6).

Рисунок 6. Использование переменных

Без расчета

Для построения чертежа пружины в главном меню формы «Проектирование цилиндрической пружины сжатия» выберите «Построение без расчета ¾ > Плоский чертеж» (рис. 7).

Рисунок 7. Проектирование цилиндрической пружины сжатия

5. В форме «Построение без расчета – плоский чертеж», необходимо ввести следующие исходные данные: внешний диаметр пружины D1; диаметр проволоки d; длину пружины в свободном состоянии L0; число рабочих витков n; число поджатых и обработанных витков с одной стороны пружины; модуль сдвига G; максимальное касательное напряжение; массу пружины; материал.

Для построения на чертеже диаграммы установите галочку напротив поля «Диаграммы» и введите следующие данные: силу пружины при предварительной деформации F1; силу пружины при рабочей деформации F2; силу пружины при максимальной деформации F3; длину пружины при предварительной деформации L1; длину пружины при рабочей деформации L2; длину пружины при максимальной деформации L3. После ввода исходных данных нажмите кнопку «ОК».

На форме «Построение пружины сжатия» можно задать направление навивки пружины, параметры размеров и диаграммы, а также выбрать отрисовку размеров и диаграммы.

При щелчке мышкой на кнопке «Параметры размеров и диаграммы» откроется окно «Параметры выполнения черта пружины».

На данной форме можно задать группу точности на силы и деформации, группу точности на геометрические параметры, выбрать способ изображения деформаций, выбрать вариант значения допусков, выбрать единицы шероховатости Ra или Rz.

Кнопка «Параметры размеров и диаграммы» становится активной, если выбран способ «Отрисовка с размерами».

Трехмерная модель

Для построения 3D модели пружины в главном меню формы «Проектирование цилиндрической пружины сжатия» выберите «Построение без расчета ¾ > Трехмерная модель».

В форме «Построение без расчета - 3D модель», необходимо ввести следующие исходные данные: внешний диаметр пружины D1; диаметр проволоки d; длину пружины L; число пожатых и число обработанных витков с одной стороны пружины; материал.

После ввода исходных данных нажмите кнопку «ОК», в результате произойдет построение параметрической 3D модели пружины.

После вставки пружины в сборку можно изменить длину пружины, за счет изменения значения внешней переменной L, что позволяет выставить пружину в рабочее состояние или промежуточное.

Одним из плюсов данного способа является упрощение анимации сборок механизмов, движение которых основано на сжатии пружины.

Список литературы:

1. Руководство пользователя. Механика: Пружины [Электронный ресурс] – Режим доступа – URL: https://kompas.ru/source/info_materials/user-manuals/rukovodstvo-polzovatelya-mekhanika-pruzhiny.pdf