ВОЗМОЖНОСТИ  CAD   СРЕД  ДЛЯ  РЕШЕНИЯ  ДИЗАЙНЕРСКИХ  ЗАДАЧ

Аболенцев  Семен  Максимович

студент  2  курса,  кафедра  конструкторско-технологическое  обеспечение  машиностроительных  производств  ПИ  СФУ,  РФ,  г.  Красноярск

E-mail:  sam7092@gmail.com

Головина  Людмила  Николаевна

научный  руководитель,  доцент,  кафедра  начертательной  геометрии  и  черчения,  СФУ,  РФ,  г.  Красноярск

На  сегодняшний  день  разработка  деталей  в  CAD-средах  стала  очень  актуальна  и  вытесняет  проектирование  от  руки.  Благодаря  тому,  что  CAD-среды  позволяют  рассмотреть  деталь  в  трехмерном  виде,  появилась  большая  свобода  действий  конструктора. 

При  проектировании  станков,  машин,  приборов  возникает  много  специфических  вопросов,  которые  требуют  детальной,  внимательной  проработки.  Это,  например,  правильная  организация  рабочего  места,  а  соответственно  и  формы  станка,  размещение  защитных  установок,  приборов  освещения.  Это  также  вопросы  достижения  целостности  и  выразительности  формы.  Создание  изделий  в  CAD-среде  SolidWorks  позволяет  конструктору  в  процессе  моделирования  решать  большинство  дизайнерских  задач,  с  учетом  человеческого  фактора,  дает  возможность  конструктору  изменять  форму  изделия  на  протяжении  всех  этапов  проектирования.  К  дизайнерским  решениям  можно  отнести:  размещение  наружных  ребер  у  корпусных  деталей  внутрь  корпуса,  корректное  сочетание  форм,  металлоемкость,  цвет,  обеспечение  эстетичности  и  элегантности  детали.

Создание  каждого  нового  промышленного  изделия  требует  от  конструктора  большой  аналитической  работы,  т.  е.  изучение  аналогичных  изделий,  рассмотрения  во  всех  подробностях,  как  в  них  разрешены  функциональные  вопросы  и  насколько  форма  отвечает  всем  требованиям  удобства.  Не  должны  быть  упущены  и  вопросы,  связанные  с  новой  технологией,  с  тем,  как  используются  различные  свойства  материала  и  т.  п. 

В  данной  статье  решение  дизайнерских  задач  рассмотрены  на  примере  корпуса  червячного  редуктора  выполненного  в  CAD-среде  SolidWorks  и  представленного  на  рисунке.  1  в  закрытом  и  разрезанном  виде.

Рисунок  1.1.  Червячный  редуктор  в  сборе  (разрезанный  вид)

Рисунок  1.2.  Червячный  редуктор  в  сборе  (закрытый  вид)

Червячный  редуктор  состоит  из  корпуса,  литейной  конструкции,  червяка  и  червячного  колеса,  подшипников  скольжения,  вала  и  крышек.  Червячный  редуктор  –  механизм  для  уменьшения  угловой  скорости  при  передаче  вращения  от  электродвигателя  к  машине.  Червячные  передачи  применяются,  когда  оси  валов  перекрещиваются,  как  правило,  под  углом  90°.  Одним  из  достоинств  червячной  передачи  является  возможность  получения  большего  передаточного  числа  (от  единицы  до  нескольких  сотен)  при  компактной  конструкции.  Возможность  осуществления  большого  передаточного  числа  при  одной  ступени  передачи,  компактность  —  основные  достоинства  редукторов  с  червячной  передачей. 

Данный  редуктор  —  одноступенчатый,  червяк  установлен  на  валу  электродвигателя.  Вращение  с  вала  электродвигателя  передаётся  через  червяк  5  и  червячное  колесо  1  на  вал  редуктора  2.  На  конце  вала  редуктора  2  на  шпонке  6  сидит  звездочка  7,  которая  передаёт  вращение  к  рабочим  органам  машины.  Опорами  вала  2  служат  подшипники  скольжения  8.  Масло  для  смазки  подшипников  поступает  из  корпуса  редуктора  по  смазочным  канавкам,  имеющимся  у  них.  Излишки  масла  стекают  выбрасывается  через  отверстия  в  корпусах  подшипников  3  и  4.Отработанное  масло  сливается  через  пробку  в  корпусе.  На  фланцевой  поверхности  корпуса  редуктора  имеется  четыре  отверстия  для  крепления  к  электродвигателю. 

На  рисунке  2.  изображено  дерево  конструирования  в  CAD-среде  SolidWorks.  По  пунктам  дерева  конструирования  видно,  что  сначала  создаётся  модель  без  применения  дизайнерских  решений. 

Рисунок  2.  Дерево  конструирования

Пример  твердотельной  модели  корпуса  червячного  редуктора  без  применения  дизайнерских  задач  представлен  на  рисунке  3.  На  данном  рисунке  у  корпуса  отсутствуют  радиусы  скругления. 

Рисунок  3.  Корпус  без  радиусов  скругления

При  создании  скругления  у  модели  корпуса  червячного  редуктора  пропадают  острые  углы,  в  результате  чего  модель  выглядит  более  эстетично,  результат  показан  на  рисунке  4.

Рисунок  4.   Корпус  с  радиусами  скругления

Решение  части  дизайнерских  задач  можно  увидеть  на  примере  корпуса  червячного  редуктора  (рисунок  5.) 

Рисунок  5.  Корпус  редуктора

На  поверхности  корпуса  нет  острых  кромок,  и  все  грани  имеют  плавный  переход.  Благодаря  закрытому  корпусу,  к  которому  плотно  прилегают  другие  детали,  червячный  редуктор  с  червячной  передачей  характеризуются  плавностью  и  бесшумностью  работы.

Выводы:

1.  На  этапе  проектирования  в  CAD-среде  появилась  возможность  изменять  внешний  вид  конструкции  и  добавиться  оптимальных  пропорций  элементов  изделия,  не  нарушая  работоспособность  компонентов.

2.  Сократилась  время  на  проектирование  детали,  уменьшилась  трудоёмкость  и  увеличилась  эффективность.

Список  литературы:

1.Дунаев  П.Ф.,  Леликов  О.П.,  Конструирование  узлов  и  деталей  машин  /  П.Ф.  Дунаев  —  учеб.  пособие  для  техн.  спец.  вузов.  М.:  Высш.  шк.,  1998.  —  447  с.

2.Решетов  Д.Н.,  Учебник  для  студентов  машиностроительных  и  механических  специальностей  вузов  /  Д.Н.  Решетов  М.:  Машиностроение,  1989.  —  496  с. 

3.Сомов  Ю.С.  Художественное  конструирование  промышленных  изделий  /  Ю.С.  Сомов,  М.В.  Федорова  М.:  Машиностроение,  1967.  —  176  с.

4.Справочная  система  SolidWorks  2009.

5.Фирменное  руководство  пользователя  CAD  SolidWorks  2009  в  PDF  формате  файлов  («Руководство  пользователя»,  «Учебное  пособие»).