Владимир Большаков - КОМПАС-3D для студентов и школьников. Черчение, информатика, геометрия

Шаг зацепления — расстояние между одноименными точками двух соседних зубьев, измеряемое по дуге делительной окружности (рис. 8.20). Делительная окружность делит зуб на две неравные части: головку и ножку.

Длина делительной окружности зубчатого колеса определяется соотношением L = zp = πd. Отношение р/π называют модулем зубчатого колеса, обозначают буквой m и измеряют в миллиметрах. Модуль является основным параметром зубчатого колеса и его величины установлены стандартами.

Создадим модель зубчатого колеса, выбрав модуль m = 7 (такое большое значение выбираем для наглядности показа зубьев на рис. 8.18, б) и предусмотрев шпоночный паз. Шпонка предназначена для соединения вала с посаженной на него деталью (рис. 8.19, б). Размеры шпонок стандартизованы и определяются диаметральным размером d вала.

На рис. 8.20 показаны два эскиза с пояснением назначения каждого размера.

1. Для создания модели новой детали выполните команду Файл | Создать на панели Стандартная или нажмите кнопку Создать:

В открывшемся окне выберите тип нового документа Деталь.

На панели Вид нажмите кнопку списка справа от кнопки Ориентация:

Укажите вариант Изометрия XYZ.

В Дереве модели укажите Плоскость ХY.

2. Нажмите кнопку Эскиз на панели Текущее состояние:

Плоскость ху станет параллельной экрану.

3. В появившейся Компактной панели нажмите кнопку переключения Геометрия для вызова соответствующей Инструментальной панели:

4. На панели Глобальные привязки включите привязки:

Ближайшая точка:

Пересечение:

Угловая привязка:

5. Используя команды Непрерывный ввод объектов:

Окружность:

Выровнять по границе:

Усечь кривую:

(на Инструментальной панели Редактирование):

выполните показанный эскиз (рис. 8.21).

Центры окружностей совместите с началом координат. Нанесите показанные размеры. При нанесении размеров система автоматически изменяет геометрию эскиза.

Заканчивается эскиз повторным нажатием кнопки Эскиз:

6. Нажмите кнопку Операция выдавливания:

на панели Редактирование детали:

Внизу экрана появится Панель свойств. Устанавливаем параметры выдавливания: Прямое направление; Расстояние 1 — 25.0. Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:

Результат приведен на рис. 8.22.

7. На панели Редактирование детали:

нажмите кнопку Фаска:

На Панели свойств выберите: Длина — 2.5; Угол — 45. Курсором укажите 4 ребра (с обоих торцов). Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:

Результат представлен на рис. 8.23.

8. В дереве модели укажите Плоскость XY.

Нарисуйте контур вырезаемого фрагмента (рис. 8.24).

9. Выберите команду Копия по окружности из меню Редактор (рис. 8.25) и укажите центр копирования. Выберите Количество копий 13 в кольцевом направлении, Шаг в кольцевом направлении выберите равным 360°. Не допускайте пересечения контуров, иначе выполнение операции будет не возможно.

Ввод параметров заканчивается нажатием кнопки Создать объект:

Результат приведен на рис. 8.26.

10. На панели Редактирование детали:

нажмите кнопку Вырезать выдавливанием:

Появится Панель свойств, на которой установите параметры выдавливания: Обратное направление; Через все. Нажмите кнопку Создать объект:

Результат приведен на рис. 8.27.

Глава 9

Создание и редактирование твердотельных моделей

Под геометрическим моделированием понимают изучение процессов и объектов, для которых наиболее естественным является графическое представление. В данной главе показано, что система КОМПАС-3D предоставляет большие возможности по твердотельному геометрическому моделированию, а сам процесс создания самых разнообразных моделей чаще всего весьма увлекателен и решает очень важную задачу — развивает пространственное мышление. Пространственное мышление определяют как вид умственной деятельности, обеспечивающей создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения различных практических и теоретических задач [39].

9.1. Многовариантность твердотельного моделирования

При создании твердотельной модели пользователю приходится мыслить в терминах конструктивных элементов формируемой модели. В примере на рис. 9.1 на первом этапе создается основание в виде цилиндра с двумя отверстиями, на втором этапе — прямоугольный вырез, на третьем — цилиндрическое углубление.

Рисунок 9.2 иллюстрирует первые 2 этапа других способов построения модели втулки и показывает, что отличительной особенностью процедур создания твердотельных моделей является их многовариантность.

С другой стороны, многочисленные исследования показывают, что при создании пространственных образов и оперирования ими учащиеся, конструкторы, проектировщики проявляют стойкие индивидуальные различия. Таким образом, трехмерный графический редактор становится универсальным инструментом для реализации различных сценариев построения моделей, и эти сценарии выбираются с учетом индивидуальных восприятий пространственных образов.

Однако следует заметить, что сценарии построения моделей у начинающих пользователей очень далеки от оптимальных, о чем легко судить по формируемым Деревьям моделей. Можно утверждать, что Дерево модели — удобное средство контроля рациональности подхода к созданию модели. Один из важных аспектов рациональности построения модели связан с минимизацией объектов модели, т. е. с минимизацией количества формообразующих операций, необходимых для создания модели.

9.2. От моделей реальных изделий в мир оптических иллюзий

С давних пор оптические иллюзии (ОИ) использовались, чтобы усилить воздействие произведений живописи или улучшить восприятия архитектурных форм. Многие ОИ используются в графике, в том числе компьютерной. Среди видов ОИ, пожалуй, самыми завораживающими являются «невозможные объекты». Эти объекты можно представить и даже нарисовать, но в реальности их создать нельзя! Однако «те фокусы, которые невозможные объекты вытворяют с нашим воображением, и та игривость, с которой они смущают человеческую душу, делают их особенно увлекательными» [1].

9.2.1. Трибар

Фигура, похожая на показанную на рис. 9.3, вероятно, была первым опубликованным в печати невозможным объектом [1]. Она получила название «трибар». С первого взгляда трибар кажется просто изображением треугольника. Однако, рассмотрев его получше, вы понимаете, что в нем есть что-то странное. Если рассматривать отдельные части треугольника, то их можно считать реальными, но в общем показанное тело не может существовать в действительности.

Среди 4-х типов невозможных объектов трибар является первым. За ним следуют «Бесконечная лестница», «Космическая вилка», «Сумасшедший ящик». На примерах покажем, как просто и интересно из трехмерных моделей создавать известные, а возможно, и новые невозможные объекты. В табл. 9.1 показаны этапы создания объекта типа «Трибар».

9.2.2. «Бесконечная лестница»

В табл. 9.2–9.5 представлены этапы создания объектов типа «Бесконечная лестница».

«Бесконечная лестница» — одна из самых известных классических невозможностей. В табл. 9.2 предстает лестница, ведущая, казалось бы, вверх или вниз. Но, двигаясь по ней, вам не грозит подняться или опуститься!

Вверх по «невозможным лестницам». Перед подъемом на лестницу, показанную для действия 1 в табл. 9.3, стоит подумать, как проще этот подъем совершить — по четырем или семи ступенькам? «Похоже, что взобраться наверх проще, если подниматься по левой стороне. Однако, не испробовав, наверняка этого не узнаешь. Законы сохранения энергии могут не сработать в этом странном мире невозможного!» [1]