Разработка 3-D модели и чертежей изделия "Пневмоаппарат клапанный" в системе Pro/ENGINEER 5.0

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Системы автоматизированного проектирования широко применяются для автоматизации инженерных и конструкторских задач.

Цель данной курсовой работы -- создание на основе приведенного в задании чертежа изделия его трехмерной модели в системе автоматизированного проектирования, ассоциативных чертежей и видеороликов, показывающих последовательность сборки изделия и процесс его работы.

Для создания модели изделия была выбрана система автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER 5.0. В процессе выполнения работы были созданы модели 10 деталей изделия, создана сборка на основе деталей, выполнены ассоциативные чертежи 3 деталей и готовой сборки. С помощью встроенных в программу средств анимации была показана последовательность сборки изделия и процесс его работы.

1. Назначение и принцип работы

Клапанный пневмоаппарат предназначен для перекрытия трубопроводов. Конический клапан 2, завальцованный в конце шпинделя 3, при вращении последнего перемещается с ним в осевом направлении и перекрывает своим конусом проходное отверстие. Клапан 2 завальцован в шпиндель 3 с зазором, позволяющим центроваться конусу клапана по конусу перекрываемого отверстия и свободно вращаться относительно шпинделя. Это предохраняет рабочую коническую поверхность от быстрого разрушения. Выходной конец шпинделя уплотняется сальниковым устройством.

2. Разработка твердотельных моделей деталей и сборки изделия

сборка изделие маховик шпиндель

При разработке трехмерной модели клапанного пневмоаппарата было создано 10 составляющих его деталей.



1. Корпус - создан прямоугольный эскиз на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена основная часть корпуса в виде параллелепипеда

- создан круглый эскиз на боковой плоскости, пересекающий полученный параллелепипед

- с помощью инструмента вытягивания в 2 стороны получены боковые крепежные части корпуса

- создан круглый эскиз на верхней поверхности корпуса

- с помощью инструмента вытягивания получено место соединения корпуса с креплением входной трубы

- 2 аналогичных предыдущим действия выполняются для получения крепления входной трубы

- создана фаска на крае крепления входной трубы

- на верхней поверхности крепления входной трубы создан круглый эскиз и использован инструмент вытягивания с удалением материала для получения отверстия с резьбой

- создана фаска у отверстия

- на дне полученного ранее отверстия создан круглый эскиз большего диаметра и использован инструмент вытягивания с удалением материала для получения канавки

- на дне отверстия создан круглый эскиз диаметра и использован инструмент вытягивания с удалением материала для получения отверстия для протока воды внутри корпуса от крепления входной трубы

- с помощью инструмента копирования и вставки копии всех элементов модели, созданных для моделирования крепления входной трубы пневмоаппарата, помещены на нижнюю часть корпуса для моделирования крепления выходной трубы

- на фронтальной плоскости корпуса с помощью инструмента «отверстие» создано углубление, внутри которого в пневмоаппарате происходит движение клапана

- внутри полученного углубления создано отверстие с профилем отверстия сверления, соединяющее углубление с отверстием входной трубы пневмоаппарата, при повороте маховика пневмоаппарата блокируемое клапаном

- создана дополнительная фронтальная базовая плоскость со смещением

- на плоскости создан круглый эскиз для части корпуса, размещающей шпиндель пневмоаппарата

- часть корпуса, размещающая шпиндель пневмоаппарата, создана с помощью инструмента вытягивания

- действия, аналогичные 2-м предыдущим, повторяются дважды, для создания сужения на корпусе и части корпуса с резьбой для накидной гайки

- с помощью инструмента «скругление» переходам между цилиндрическими частями корпуса придается необходимая форма

- с помощью инструмента «фаска» создана фаска на внешней кромке передней части корпуса

- с помощью инструмента «отверстие» в передней части корпуса создается отверстие, протянутое до ранее созданного углубления внутри корпуса

- со смещением относительно передней части корпуса создается фронтальная плоскость, которая позже будет использоваться при позиционировании накидной гайки в сборке относительно корпуса

2. Шпиндель

- создан круглый эскиз на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена толстая часть шпинделя, содержащая резьбу

- создан круглый эскиз на фронтальной плоскости, противоположный предыдущему по направлению

- с помощью инструмента вытягивания в сторону получена гладкая длинная часть шпинделя

- с помощью инструмента «фаска» созданы уклоны с обеих сторон части шпинделя, содержащей резьбу

- с помощью эскиза, инструмента вытягивания и фаски получена крайняя часть шпинделя, служащая для крепления клапана

- с помощью двойного применения эскиза, инструмента вытягивания с удалением материала и фаски получено отверстие, служащее для крепления клапана

- с помощью эскиза, и инструмента вытягивания получена противоположная часть шпинделя, служащая для крепления маховика

3. Маховик

- создан круглый эскиз на верхней плоскости со смещением относительно центра, представляющий сечение колеса маховика

- с помощью инструмента вращения получено колесо маховика

- создана дополнительная базовая плоскость со сдвигом относительно фронтальной

- на полученной плоскости построен круглый эскиз

- с помощью инструмента вытягивания получена центральная часть маховика

- созданы фаски на краях центральной части

- на верхней плоскости создан эскиз спицы, соединяющей центральную часть маховика с его колесом

- спица получена с помощью вытягивания эскиза

- с помощью инструмента «массив», примененного относительно центральной оси, созданы 2 копии спицы

- с помощью инструмента «скругление» созданы плавные переходы между колесом, спицами и центральной втулкой маховика

- с помощью эскиза с вытягивания с удалением материала создано отверстие во втулке маховика

- созданы фаски у отверстия

4. Гайка накидная

- создан круглый эскиз на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания создана цилиндрическая часть гайки накидной

- создан эскиз шестиугольника на фронтальной плоскости с противоположным направлением

- с помощью инструмента вытягивания создана шестигранная часть гайки накидной

- с помощью эскизов и выдавливания с удалением материала созданы отверстие под шпиндель, отверстие с резьбой и канавка внутри гайки накидной

5. Клапан

- создан круглый эскиз на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания создана широкая цилиндрическая часть клапана

- создан эскиз бокового сечения клапана на боковой плоскости

- с помощью инструмента вращения получена наклонная часть клапана, поверхность которой участвует в блокировании потока воды в пневмоаппарате

- создана дополнительная базовая плоскость со сдвигом относительно фронтальной

- между полученной плоскостью и задней стороной созданной модели

с помощью инструмента «протягивание переменного сечения» создано крепление клапана

- аналогично 4 первым пунктам, задней стороне клапана придается округлая форма

6. Шайба

- создан эскиз из 2 концентрических окружностей на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена форма шайбы

7. Кольцо сальника

- способ получения данной детали аналогичен способу создания детали «Шайба»

8. Гайка

- создан эскиз из окружности и шестиугольника на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена форма гайки

9. Втулка сальника

- создан эскиз из 2 концентрических окружностей на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена форма широкого ободка втулки

- создан эскиз из 2 концентрических окружностей, одна из которых соответствует отверстию предыдущей формы, на поверхности ободка втулки

- с помощью инструмента вытягивания получена основная часть втулки

- создана фаска внутри отверстия втулки

10. Пенька

- создан эскиз из 2 концентрических окружностей на фронтальной плоскости

- с помощью инструмента вытягивания получена основная форма детали

- на боковой плоскости создан эскиз для профиля выреза, пересекающий поверхность детали, сопрягаемую с втулкой сальника

- с помощью инструмента «вращение» с удалением материала, получен вырез необходимого профиля на детали

Сборка конечного изделия производилась следующими этапами:

1. В сборку была добавлена деталь «Корпус», с привязкой 3 плоскостей детали к плоскостям сборки.

2. Добавлена деталь «Шпиндель», с закреплением типа «цилиндр» соосно с корпусом. Деталь может свободно перемещаться вдоль оси закрепления.

3. Добавлена деталь «Маховик», жестко закрепленная относительно детали «Шпиндель» по цилиндрическим поверхностям и совмещению плоских граней деталей.

4. Добавлена деталь «Гайка накидная», с закреплением по оси и плоскости с деталью «Корпус».

5. Добавлена деталь «Клапан», с закреплением по оси и совмещением плоских поверхностей с деталью «Шпиндель».

6. Добавлена деталь «Шайба», по совмещению осей и плоских поверхностей с деталью «Маховик».

7. Добавлена деталь «Гайка», по совмещению осей с деталью «Маховик» и плоских поверхностей с деталью «Шайба».

8. Добавлена деталь «Втулка сальника» по совмещению осей с деталью «Шпиндель» и плоских поверхностей с деталью «Гайка накидная».

9. Добавлена деталь «Пенька» по совмещению осей с деталью «Шпиндель» и плоских поверхностей с деталью «Втулка сальника».

10. Добавлена деталь «Кольцо сальника» по совмещению осей с деталью «Шпиндель» и плоских поверхностей с деталью «Пенька».

Полученная модель изделия использовалась для проведения автоматизированного анализа свойств изделия на основе параметров плотности материалов деталей.

В результате проведенного анализа были определены значения массы и объема изделия:

Масса: 1,2 кг

Объем: 150000 мм³

3. Создание анимации сборки и последовательного движения модели изделия

Анимация сборки и работы изделия выполнялась с помощью приложения Pro/ENGINEER «Анимация».

Приложение «Анимация» позволяет создать последовательность кадров с различным расположением деталей сборки на экране, и затем создать плавное движение деталей на основе ключевых кадров.

Анимация сборки изделия создавалась в обратной последовательности. В каждом следующем кадре 1 деталь смещалась относительно базового элемента, в роли которого выступала деталь «Шпиндель», вдоль оси Z. Полученные кадры затем были размещены в анимации в обратной последовательности.

Последовательность сборки следующая:

1. Клапан

2. Кольцо сальника

3. Пенька

4. Корпус

5. Втулка сальника

6. Гайка накидная

7. Маховик

8. Шайба

9. Гайка

Для создания анимации работы изделия использовалась сборка, в которой деталь «Корпус» была сделана полупрозрачной, с целью показать работу механизма пневмоаппарата при повороте маховика.

Анимация состоит из 2 кадров: начального и конечного положения.

В начальном положении шпиндель изделия расположен таким образом, что клапан совмещен с отверстием корпуса. Положение соответствует перекрытию потока воды в пневмоаппарате. Такое положение достигнуто с помощью инструмента «совместить» при задании положения деталей.

В конечном положении шпиндель и сопряженные с ним детали перемещен вдоль оси Z в направлении от корпуса и повернут вокруг оси Z против часовой стрелки относительно первоначального положения.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы с помощью системы автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER 5.0 на основе чертежа была создана 3-D модель, ассоциативные чертежи и анимация сборки и работы изделия «Пневмоаппарат клапанный».

Модель полученного изделия может быть применена для создания конструкторской документации и для проведения моделирования физических процессов для выявления свойств созданного изделия.

Список литературы

1. Норенков, И.П. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии [Текст] / И.П. Норенков, П.К. Кузьмик - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-320 с.: ил.

Братухин, А.Г. CALS в авиастроении [Текст] / А.Г.Братухин, Ю.В.Давыдов, Ю.С.Елисеев, Ю.Б.Павлов, В.И.Суров; под ред. Братухина А.Г. - М.: Изд-во МАИ, 2000.-304 с.: ил.

2. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования [Текст]: Учеб. для вузов/ И.П.Норенков-. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-336 с.: ил.- (Сер. Информатика в техническом университете).

3. Ли, К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) [Текст] /К.Ли.-CПб.: Питер, 2004.-560 с.: ил.

4. Потемкин, А. Трехмерное твердотельное моделирование [Текст]/А.Потемкин.-М.: КомпьютерПресс, 2002.-296 с.: ил.

5. Замрий, А.А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде APM Structure 3D [Текст] /А.А.Замрий -М.: Издательство АПМ., 2004.-208 с.

РЕСУРСЫ ИНТЕРНЕТ

1. Предметно-ориентированный Web-портал «CALS-CAD-CAM-CAE-технологии» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://cad.tu-bryansk.ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

2. Официальный сайт компании АСКОН [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ascon.ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

3. Официальный сайт компании Интермех [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.intermech.ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

4. Официальный сайт компании РТС, Pro/ENGINEER [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ptc.com. - Загл. С экрана - Яз. рус.

5. Официальный сайт компании Топ Системы [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tflex.ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

6. Официальный сайт компании Интермех [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.autodesk.ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

7. Официальный сайт компании Siemens PLM Software, система NX6 (Unigraphics) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.plm.automation.siemens.com/ru_ru. - Загл. С экрана - Яз. рус.

Размещено на Allbest.ru

...