VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

	Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	3
1	Задачи, методы и средства автоматизации инженерного проектирования . . . . . .	4
2	Автоматизация проектировочного расчета элементов привода . . . . . . . . . . . . . . .	8
2.1	Кинематический и силовой расчет привода в электронных таблицах «Excel» . . .	8
2.2	Проектировочный расчет механических передач привода в САПР AРМ Win Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
3	Разработка электронных чертежей привода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.1	Выполнение эскизного проекта и компоновочных чертежей редуктора в системе векторной графики Corel DRAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
3.2	Разработка рабочей документации проекта в САПР КОМПАС . . . . . . . . . . . . .	18
4	3D–моделирование, инженерный анализ и визуализация привода . . . . . . . . . . .	23
4.1	Трехмерное твердотельное моделирование привода в САПР Inventor . . . . . . . . .	23
4.2	Прочностной анализ элементов привода в САПР Inventor . . . . . . . . . . . . . . . . .	27
4.3	Визуализация твердотельной модели привода в среде 3DVIA Composer . . . . . . .	31
	Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	36
	Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	37
Приложение А – Пример электронного 3D–документа в среде Adobe Acrobat . . . . . . .		38

Введение

Успех современного боя немыслим без широкого применения различных образцов военной техники. Эффективное использование комплексов вооружения может быть реализовано только через глубокое знание принципов их функционирования, что достигается глубоким овладением основами теоретических знаний, в том числе и в объеме такой инженерной дисциплины как «Детали машин и основы конструирования». Программой изучения дисциплины предусмотрено выполнение курсового проекта на тему «Проектирование электромеханического привода тягового конвейера для перемещения военной техники на участке поточной линии ПТОР воинской части».

Качество инженерного проектирования в значительной степени определяет темпы технического прогресса. Автоматизация проектирования позволяет значительно сократить субъективизм при принятии технических решений, повысить точность расчетов, выбрать наилучшие варианты для реализации на основе строгого математического анализа всех или большинства вариантов проекта с оценкой технических, технологических и экономических характеристик производства и эксплуатации проектируемого объекта, значительно повысить качество конструкторской документации, существенно сократить сроки проектирования и передачи конструкторской документации в производство.

В ходе разработки учебного курсового проекта наряду с традиционным, аналитическим методом проектирования, нами были освоены технологии автоматизации инженерной деятельности опираясь на современные программные средства с целью повышения качества результатов и внедрения информационных технологий, способствующих интенсификации творческого процесса синтеза объектов профессиональной деятельности.

1 Задачи, методы и средства автоматизации инженерного проектирования

В процессе проектирования система автоматизированного проектирования (САПР) играет роль мощного средства, эффективное применение которого невозможно без разработки комплекса методических указаний и инструкций, регламентирующих последовательность этапов и используемых на каждом этапе. Поскольку на каждом этапе автоматизированного проектирования осуществляются различные операции с материальными и нематериальными (информационными) объектами, а также возникает проблема наиболее эффективного распределения этих операций во времени и оптимального соотнесения в пространстве с целью экономии трудовых и материальных ресурсов, то представляется целесообразной необходимость разработки и отработки технологии автоматизированного проектирования. Чтобы разработать технологию автоматизированного проектирования, необходимо тщательно изучить сам процесс проектирования. Целью любого процесса проектирования является синтез конструктивного варианта объекта, в наибольшей степени удовлетворяющего требованиям технического задания. Процесс проектирования обычно начинается со сбора информации о спроектированных разновидностях объекта, результатах выполненных НИР, сбора данных об испытаниях аналогов, условиях снабжения материалами и т.д. Таким образом, реализация технологии автоматизированного проектирования предъявляет к САПР комплекс следующих требований:

• возможность формулировать решаемые проектные задачи из предметной области на различных языках, понятных проектировщику;

• наличие средств для эффективной корректировки задания на проектирование с использованием простых форм входного языка (таблиц, бланков и т.п.);

• отсутствие жестких ограничений на структуру и объем входных данных и формы носителей информации, на которых они хранятся;

• возможность оперативного подключения к программному обеспечению системы новых модулей и исключение устаревших;

• представление возможностей проектировщику на основе промежуточных результатов принимать решение о выборе методов для продолжения проектной задачи, а также изменений значений отдельных параметров в используемом методе решения;

• возможность в ходе выполнения проектных операций прослеживать значения основных показателей процесса, свидетельствующих о его эффективности, и в зависимости от их значений корректировать вычислительный процесс;

• допустимость включения обучающих программ для повышения квалификации проектировщика;

• обеспечение совместимости автоматизированного и неавтоматизированного видов проектирования.

Объектом профессиональной деятельности при выдаче задания на учебный курсовой проект был механический привод общего назначения для обеспечения работы технологического оборудования, применяемого при техническом обслуживании и восстановлении военной техники. Такое оборудование широко применяется на стационарных и подвижных средствах ТО и ремонта ВВТ. К нему относится: подъемно–транспортное оборудование; средства механизации ТО и ремонта ВВТ; шиномонтажное оборудование и прочее.

На рисунке 1.1 изображен общий вид компоновки тягового конвейера, выполненный в редакторе векторной графики Corel DRAW.

На рисунке 1.2 представлена выданная в качестве задания на проектирование кинематическая схема электромеханического привода, выполненная в редакторе векторной графики Corel DRAW. В качестве исходных данных были заданы также: сила тяги конвейера; окружная скорость звездочки; диаметр ведущей звездочки; допускаемые напряжения в зубчатом зацеплении редуктора; ресурс и режим работы привода.

1 – ведущий шкив; 2 – ведомый шкив; 3 – шестерня; 4 – колесо; 5 – тяговая звездочка; 6 – электродвигатель; 7 – ременная передача; 8 – подшипники редуктора; 9 – рама;

10 – редуктор; I, II, III – валы привода

Рисунок 1.2 – Кинематическая схема элекромеханического привода конвейера

2 Автоматизация проектировочного расчета элементов привода

2.1 Кинематический и силовой расчет привода в электронных

таблицах «Excel»

Задачами кинематического и силового расчета привода являются:

- уяснение назначения всех элементов, входящих в схему привода и согласование их обозначения;

- выбор электродвигатель;

- определение передаточных отношений передач;

- определение численных значений скорости, мощности и вращающих моментов на валах привода.

Кинематический и силовой расчет привода был выполнен с использованием разработанной нами программы в электронных таблицах Excel по методике [1–4] (рисунок 2.1).

Разбиение более сложных зубчатых редукторов по ступеням можно выполнять с помощью модуля Win Drive САПР Win Machine [9]. Модуль Win Drive представляет собой инструмент для комплексного расчета и проектирования привода вращательного движения произвольной структуры. С помощью модуля Win Drive можно получить геометрические размеры зубчатых и червячных колес, а также подходящие размеры подшипников качения и валов. Процедура вычислений выполняется автоматически. При этом корректировка конструкции в зависимости от полученных промежуточных результатов осуществляется в интерактивном режиме.

С помощью модуля Win Drive можно выполнить следующие типы расчетов:

- проектировочный расчет кинематической схемы;

- проверочный расчет кинематической схемы по моменту;

- проверочный расчет кинематической схемы по долговечности.

Рисунок 2.1 – Фрагмент интерфейса приложения Excel с решением задачи

кинематического и силового расчета привода

2.2 Проектировочный расчет механических передач привода в

САПР AРМ WinMachine

Кафедра общепрофессиональных дисциплин РВВДКУ располагает лицензионным программным средством APM Win Machine, разработанным российской фирмой Научно – технический центр АПМ («Автоматизированное проектирование машин») – системой автоматизированного расчета и проектирования в машиностроении и строительстве.

САПР APM Win Machine включает эффективные и надежные алгоритмы и программы расчета:

• энергетических и кинематических параметров;

• прочности, жесткости и устойчивости;

• выносливости;

• надежности и износостойкости;

• динамических характеристик.

С ее помощью можно выполнить расчеты и проектирование:

• соединений деталей машин и элементов конструкций, включая комплексный расчет всех типов резьбовых, сварных, заклепочных соединений и соединений деталей вращения;

• всех типов зубчатых передач, а также червячных, ременных и цепных передач, и выполнения чертежей элементов этих передач в автоматическом режиме;

• винтовых передач;

• подшипников качения всех известных типов и подшипников скольжения;

• валов и осей;

• произвольных балочных конструкций;

• ферменных плоских и пространственных конструкций;

• напряженно-деформированного состояния деталей методом конечных элементов;

• трехмерных рамных конструкций;

• упругих элементов машин (пружин сжатия, растяжения и кручения, плоских пружины, а также тарельчатых пружин и торсионов);

• кулачковых механизмов с автоматическим генератором чертежей;

• рычажных механизмов произвольной структуры;

• приводов вращательного движения произвольной структуры;

• планетарных передач произвольного типа;

• оболочечных, пластинчатых и стержневых конструкций произвольного вида (а также их произвольных комбинаций) методом конечных элементов.

В системе имеется инженерная база данных для хранения существующих стандартов, доступная всему комплексу расчетных программ, электронный учебник «Основы проектирования машин», в котором изложены основные методы расчета, использованные при разработке САПР АРМ Win Machine, и чертежно–графический редактор.

Проектировочный расчет ременной и зубчатой передач был выполнен с использованием расчетного модуля Win Trans (рисунки 2.2 и 2.3).

С помощью модуля Win Trans можно выполнить весь комплекс конструкторских и технологических расчетов (как проектировочных, так и проверочных) передач вращательного движения, а также вычертить рабочие чертежи основных деталей этих передач в автоматическом режиме.

Проектировочный расчет ременной и зубчатой передач позволил получить основные геометрические параметры элементов привода: размеры шкивов, межосевое расстояние и количество ремней ременной передачи, размеры колес, межосевое расстояние зубчатой передачи и приступить к выполнению эскизного проекта привода.

а

б

а – постановка задачи на расчет клиноременной передачи

б – результаты расчета клиноременной передачи

Рисунок 2.2 – Решение задачи проектного расчета клиноременной передачи

а

б

а – постановка задачи на расчет зубчатой передачи

б – результаты расчета зубчатой передачи

Рисунок 2.3 – Решение задачи проектного расчета зубчатой передачи

3 Разработка электронных чертежей привода

3.1 Выполнение эскизного проекта и компоновочных чертежей редуктора в

системе векторной графики Corel DRAW

По результатам проектировочного расчета элементов привода было выполнено эскизное проектирование (рисунок 3.1 и 3.2) и компоновочный чертеж редуктора (рисунок 3.3) в редакторе векторной графики Corel DRAW.

Рисунок 3.1 – Эскизная компоновка цилиндрического редуктора

а

б

а – компоновка редуктора в горизонтальной плоскости;

б – компоновка редуктора в вертикальной плоскости;

Рисунок 3.2 – Компоновка зубчатого редуктора

При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояния между ними, ориентировочные диаметры ступеней валов, выбирают типы подшипников и схемы их установки, выполняют расчеты и эскизные чертежи, которые должны содержать принципиальные конструктивные решении, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделий, о его габаритах и основных параметрах.

Основные этапы эскизного проектирования редукторов:

- конструирование валов,

- выбор подшипников качения и конструирование подшипниковых узлов;

- определение размеров элементов зубчатых и червячных колёс;

- определение основных размеров корпуса;

- выбор вспомогательных деталей (шпонки, шлицы) или способа посадки зубчатых колёс на вал и их проверочные расчёты;

- окончательное оформление чертежа эскизного проекта на масштабно – координатной бумаге.

На этапе эскизного проектирования решались три основные задачи:

- подбор и размещение в пространстве деталей и узлов редуктора, обеспечивающее их эффективную работу, исходя из получения минимальных габаритов изделия (компоновка редуктора);

- получение исходных данных к расчету валов, подшипников, соединений и т.д.;

- компоновку можно рассматривать как первый этап (черновик) чертежа общего вида редуктора, когда после примерного определения габаритов, решаются вопросы о необходимом количества видов, разрезов, сечений и их рациональном размещении на поле чертежа.

Затем был выполнен проектный расчет валов редуктора с использованием модуля Win Shaft (рисунок 3.3) и расчет (подбор) подшипников по ресурсу с использованием модуля Win Bear (рисунок 3.4) по методике [1].

а

б

а – расчетная схема ведомого вала редуктора

б – результаты расчета эквивалентного напряжения на валу

Рисунок 3.3 – Решение задачи проверочного расчета вала

Рисунок 3.4 – Результаты расчета (подбора) подшипника по ресурсу

Модуль Win Shaft позволяет выполнить весь цикл проектирования валов и осей, начиная от разработки конструкции и заканчивая полным статическим и динамическим расчетом.

Модуль Win Bear выполняет комплексный анализ подшипников качения. Используя этот модуль, можно рассчитать основные характеристики подшипников и выбрать оптимальные конструкции подшипниковых узлов.

3.2 Разработка рабочей документации проекта в САПР КОМПАС

Система КОМПАС разработана фирмой АСКОН и предназначена для автоматизации проектно-конструкторских работ в различных отраслях деятельности. Она широко используется в машиностроении и приборостроении, архитектуре и строительстве, везде, где необходимо разрабатывать и выпускать чертежную документацию.

Система включает в себя:

1. Параметрическую чертежно–конструкторскую систему КОМПАС–ГРАФИК с большим количеством приложений;

2. Систему трехмерного твердотельного проектирования КОМПАС–3D;

3. Систему проектирования технологических процессов АВТОПРОЕКТ;

4. Различные модули (библиотеки), т.е. дополнительные программы для выполнения специализированных задач (расчет и вычерчивание зубчатых, резьбовых и других соединений, различных схем и т.д.).

Система КОМПАС позволяет разрабатывать следующие виды документов:

• Сборка – электронный документ, позволяющий выполнять в аксонометрии сборочные единицы из твердотельных деталей;

• Деталь – электронный документ, позволяющий создавать твердотельные модели;

• Лист – электронный лист чертежа, оформленный в соответствии с ГОСТ

2.104–68. Чертеж в КОМПАСе – это документ, который может включать в себя произвольное количество видов, технические требования, рамку и основную надпись, а также различные специальные обозначения (шероховатости, сварных швов, допусков) и т.д. Для каждого вида можно задавать собственный масштаб;

• Фрагмент – чистый электронный лист без рамок, на котором выполняются графические работы. Фрагмент отличается от чертежа отсутствием объектов оформления. Фрагмент подходит для хранения изображений, которые не нужно оформлять как лист чертежа (эскизные прорисовки, разработки и т.д.). Кроме того, во фрагментах удобно сохранять созданные типовые решения и конструкции для последующего использования в других документах;

• Текстовый документ – электронный лист, оформленный в соответствии с ГОСТ 2.104–68 с основной надписью для текстовых конструкторских документов. Текстово–графический документ может состоять из произвольного количества страниц текста, сопровождающихся иллюстрациями в формате чертежей или фрагментов КОМПАС. Для удобной работы с текстово–графическими документами в состав КОМПАС включен мощный текстовый редактор, все его возможности доступны и при обычном вводе текстовых надписей на поле чертежа, а также при создании технических требований;

• Спецификация – электронный документ, оформленный в соответствии с

ГОСТ 2.108–68.

В САПР КОМПАС мы выполняли электронные чертежи деталей элементов электромеханического привода по результатам этапа конструирования: зубчатые колеса, валы, крышку и корпус редуктора, опорную раму привода, элементы ременной передачи. После проверки результатов компоновки изображения деталей импортировали в САПР среднего уровня Autodesk Inventor в качестве основы для твердотельного 3D–моделирования и инженерного анализа.

На рисунке 3.4 представлены фрагменты электронных сборочных чертежей зубчатого редуктора и электромеханического привода в САПР КОМПАС.

а

б

а – электронный чертеж общего вида зубчатого цилиндрического редуктора

б – электронный чертеж общего вида электромеханического привода конвейера

Рисунок 3.4 – Электронные чертежи в САПР КОМПАС

4 3D–моделирование, инженерный анализ и визуализация привода

4.1Трехмерное твердотельное моделирование привода в САПР Inventor

Электронные чертежи деталей, выполненные с помощью САПР КОМПАС, мы применили в качестве основы для трехмерного твердотельного моделирования. В качестве базовой САПР для выполнения цифровой твердотельной трехмерной модели проектируемого привода и ее последующего инженерного анализа был выбран широко распространенный пакет Inventor.

Inventor – система трехмерного твердотельного и поверхностного параметрического проектирования компании Autodesk, предназначенная для создания цифровых прототипов промышленных изделий. Основное назначение Inventor – предоставить пользователям инструментарий, максимально отвечающий их требованиям, создать условия для высокопроизводительной работы, гарантировать возможность создания сложных форм, обеспечить соответствие реальным потребностям рынка в области 2D/3D–проектирования. Инструментальные средства Inventor обеспечивают полный цикл конструирования и создания КД.

Нас привлекло в этой системе наличие широко спектра средств автоматизации разработки трехмерной модели деталей и сборочных единиц любой сложности, а также наличие интуитивно понятных средств инженерного анализа смоделированных объектов с учетом их конструктивных свойств. Ниже перечислены некоторые из освоенных нами инструментов и средств инженерного проектирования и разработки КД.

Встроенное средство проектирования типовых механических конструкций –Мастер проектирования – позволяет быстро проанализировать, спроектировать и смоделировать типовые зубчатые, цепные и ременные передачи, болтовые соединения, валы. В состав входят модули расчетов кулачков, зубчатых, ременных и цепных передач, расчет сварных и резьбовых соединений, пружин, балок и валов.

Генераторы компонентов обеспечивают быстрое проектирование, анализ и генерацию деталей машин на основе требуемых функциональных ограничений и параметров. Inventor включает генераторы болтовых соединений, валов и втулок, зубчатых передач, уплотнительных колец, цепных и ременных передач, пружин и передач «винт–гайка».

Специальная встроенная среда визуализации модели – Inventor Studio – позволяет непосредственно в среде проектирования создавать фотореалистичные изображения и анимацию модели. Встроенные средства рендеринга, настройки освещения, параметров сцены, анимации зависимостей и прокладки траектории камеры позволят представить заказчику работу изделия в реальных условиях до передачи чертежей в производство. Система обеспечивает быстрое создание иллюстраций для технических руководств, инструкций по сборке и разборке изделий, руководств и видеороликов для обучения персонала сборочных производств (приложение А)

На рисунке 4.1 изображены последовательно выполненные цифровые трехмерные твердотельные прототипы цилиндрической передачи, цилиндрического редуктора и электромеханического привода.

Inventor в автоматическом режиме создает вид спереди, проекционные ортогональные виды, изометрический вид, выносные элементы, сечения и уточняющие виды. На чертеже автоматически проставляются размеры, используемые при построении модели, что позволяет значительно сократить время создания чертежа в сравнении с традиционной двумерной технологией. Специальные инструменты для оформления машиностроительных чертежей позволят быстро оформить рабочую документацию. Среда оформления чертежей поддерживает основные мировые стандарты оформления технической документации, такие как ГОСТ, ANSI, DIN, ISO и др. Inventor связывает виды чертежей с исходными моделями, благодаря чему при внесении любого изменения в модели оно автоматически отражается на чертеже.

а

б

в

а – цилиндрическая передача; б – цилиндрический редуктор;

в – электромеханический привод

Рисунок 4.1 – Изображения трехмерных твердотельных прототипов

Рисунок 4.2 – Сборочный чертеж твердотельной модели редуктора

в двух видах с изометрией

4.2 Прочностной анализ элементов привода в САПР Inventor

Специализированные приложения Inventor – Динамическое моделирование, Инженерный анализ и Профиль–анализ – позволяют решать задачи конечно-элементного анализа конструкции, оптимизации изделия с учетом воздействующих на него нагрузок, анализа и оптимизации динамических и кинематических характеристик изделия.

Динамический анализ контактного взаимодействия позволяет превратить модель в реальный механизм: при перемещении тех или иных деталей контролируется их взаимодействие с окружением. Если какая-то из деталей полностью зафиксирована или лишена всех степеней свободы, то при контакте с ней механизм будет останавливаться, отражая реальные проблемы в работе готового изделия. Этот инструмент позволяет правильно позиционировать зубчатые колеса по отношению друг к другу или анализировать поведение кулачковых механизмов. Среди других возможных примеров – проверка на заклинивание любых маятниковых механизмов и кривошипов, работа конечных выключателей и поршневых механизмов. При этом на предмет столкновения можно контролировать как все детали, так и отдельные компоненты (чтобы проверить работу конкретного элемента изделия).

Прочностной анализ в Inventor позволяет оценить поведение деталей под нагрузкой с целью обеспечения достаточной прочности проектируемых изделий. Средства расчета на прочность тесно связаны со средствами динамического анализа. Для расчета напряжений используются данные, получаемые из динамической модели, что обеспечивает высокую точность проектирования. Полученные сведения о деформациях, максимальных и минимальных напряжениях и прочих важных характеристиках дают возможность проектирования деталей более высокого качества, удовлетворяющих всем требованиями по запасу прочности. Нагрузки в движущихся деталях анализируются в разные моменты рабочего цикла механизма. Данные о нагрузках импортируются из среды динамического моделирования, а затем выполняются расчет и оценка результирующих напряжений в выбранные моменты времени. Результаты расчета просто и быстро добавляются в отчеты в виде видеоролика или графического изображения.

На рисунке 4.3 представлено изображение твердотельной модели выходного вала редуктора с приложенной от колеса к валу сосредоточенной нагрузкой от радиальной силы, возникающей в зубчатом зацеплении и зависимостями фиксации вала от смещения на опорных шейках.

На рисунке 4.4 представлено изображение визуализации результатов моделирования анализа напряжения (а) и деформаций (б), возникающих в колесе и валу под воздействием сосредоточенной силы F=740,4Н [1].

Рисунок 4.3 – Расчетная модель напряжений от действия радиальной силы

в цилиндрическом зубчатом зацеплении

Пользуясь результатами рассмотренной технологии виртуального автоматизированного инженерного анализа можно квалифицированно судить о степени влияния внешних силовых факторов на ресурсную прочность узлов и деталей машин, объективно выбирать конструкционные материалы, вид химико–термической обработки и направление совершенствования конструкции объектов профессиональной деятельности.

а

б

Рисунок 4.4 – Результаты моделирования анализа напряжения (а) и деформаций (б), возникающих в колесе и валу под воздействием сосредоточенной силы

4.3 Визуализация твердотельной модели привода в среде 3DVIA Composer

3DVIA Composer от компании Dassault Systémes – универсальный программный инструмент, предназначенный для создания интерактивной технической документации на проектируемые изделия. С помощью удобной и функциональной системы разработки мультимедийного контента, 3DVIA Composer автоматизирует процедуры сборки/разборки изделия, подготовки технических иллюстраций, интерактивных

3D-анимаций, маркетинговых материалов, каталогов продукции, обучающих руководств и т.д.

Отличительной особенностью 3DVIA Composer является то, что он базируется полностью на 3D–технологиях. Удобный формат и открытая 3DVIA Composer позволяют широкому кругу пользователей, даже не имеющих специальных навыков в разработке технической документации, создавать ассоциативные 2D- и 3D-презентационные материалы, используя цифровые модели проектируемых изделий. 3DVIA Composer находит применение в отделах продаж, маркетинга, сервисного обслуживания, обучения, в конструкторских и производственных подразделениях.

С помощью 3DVIA Composer создаются технические иллюстрации, видео и интерактивные 3D-объекты, которые не только обеспечивают лучшее восприятие информации, но и повышают качество формируемой документации. Использование интерактивных и графических элементов приводит к сокращению объема примечаний, благодаря чему снижаются затраты на перевод текстов при выпуске документации на нескольких языках.

Разработанные интерактивные руководства можно сохранять в виде компактных EXE-файлов со встроенным бесплатным просмотрщиком 3DVIA Player, благодаря чему их можно открыть на любом компьютере без применения каких-либо предварительно установленных CAD-систем. Кроме того, проекты 3DVIA Composer можно сохранять в различных стандартных форматах (например, PDF, HTML, SVG, CGM, 3DXML, AVI, Microsoft Office и др.), которые позволяют использовать графические и мультимедийные объекты 3DVIA Composer даже в традиционной текстовой документации.

С появлением таких программных продуктов как 3DVIA Composer уходят в прошлое малоэффективные и трудоемкие методы создания документации, исчезает потребность в услугах дорогостоящих специалистов (фотографов, художников-иллюстраторов), снижается себестоимость документации при одновременном повышении качества представления и восприятия материала.

Применение 3DVIA Composer дает возможность существенным образом сократить время, затрачиваемое на переделку или обновление документации при внесении изменений в конструкцию изделия. Обновление происходит автоматически вследствие поддержания ассоциативной связи с конструкторской 3D-моделью. Стоимость и сроки разработки документации также сокращаются за счет более эффективного использования информации о проектируемом изделии: разработку документации в 3DVIA Composer можно начинать на ранних этапах, когда конструкторская модель еще не сформирована полностью, а по завершении проектирования графический и мультимедийный контент легко обновлять в подготовленном шаблоне документа.

Интерактивные документы, созданные в 3DVIA Composer, могут быть защищены от нелегального использования путем назначения прав доступа к функциям просмотра, копирования и печати, а также полного или частичного отображения/скрытия отдельных элементов, или же путем преднамеренного понижения качества 3D-модели в тех случаях, когда её геометрические параметры представляют собой интеллектуальную собственность.

Поскольку продукт создавался специально для разработчиков технической документации, от них не требуется специальных знаний и опыта работы в CAD-системах. Интуитивно-понятный пользовательский интерфейс обеспечивает удобную работу с графическими и текстовыми объектами, их свойствами и вариантами отображения, которые могут быть сохранены в библиотеке стилей и использованы повторно. Комплексные анимации (кинематика сборки/разборки, облет камерой, скрытие / отображение компонентов, стрелки и аннотации), высококачественные графические изображения (SVG, CGM) и технические иллюстрации могут быть созданы за считанные минуты.

На рисунке 4.5 представлены результаты визуализации цилиндрической передачи в виде технической иллюстрации со спецификацией.

Рисунок 4.5 – Пример выполнения технической иллюстрации

твердотельной модели зубчатой передачи

На рисунке 4.6 представлены результаты визуализации цилиндрического редуктора в виде технической иллюстрации с продольным сечением его корпуса.

Рисунок 4.6 – Пример технической иллюстрации твердотельной модели зубчатого

редуктора с продольным разрезом

На рисунке 4.7 представлены результаты визуализации электромеханического привода в виде технической иллюстрации с продольным разрезом корпуса редуктора и пояснительными надписями.

Подобные иллюстративные материалы могут быть использованы при разработке учебно–наглядной и технической документации на объекты профессиональной деятельности: образцы вооружения и военной техники; различное технологическое оборудование, применяемое при производстве, техническом обслуживании и восстановлении машин и механизмов; учебные стенды и тренажеры.

Рисунок 4.7 – Пример технической иллюстрации твердотельной модели

спроектированного электромеханического привода

Заключение

Представленные в настоящей работе подходы к автоматизации инженерно – проектной деятельности позволяют по новому оценивать возможности современных информационных технологий в целом и специализированных программных средств в частности. Комплексная реализация вычислительной и конструкторской процедур способствует творческому подходу к изучению материала дисциплины и приобретения навыков проектной деятельности и формированию качественного инженерного образования в соответствии с современными требованиями.

Результаты данного исследования могут быть использованы входе выполнения научно–экспериментальных работ по совершенствованию конструкции вооружения и военной техники позволяя эффективно реализовать вычислительные алгоритмы проектирования узлов и деталей машин методом синтеза твердотельных прототипов. Направлением дальнейших исследований можно считать изучение возможностей вычислительных систем по созданию мультимедийных и презентационных материалов для электронной эксплуатационной документации на образцы объектов профессиональной деятельности: руководств пользователя, пособий по устройству и эксплуатации, инструкций по сборке/разборке, интерактивных обучающе – контролирующих курсов, учебных видеокурсов и других информационных ресурсов.

Список использованной литературы

1. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст]: учеб. Пособие. / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М: Издательский центр «Академия», 2008.

2. Бышов, Н.В. Основы инженерного проектирования [Текст]: монография. / Н.В. Бышов, А.М. Кравченко, С.Н. Борычев и др. – Рязань: РГАТУ, 2011.

3. Кравченко, А.М. Детали машин [Текст]: справочник. – Рязань: РВВДКУ, 2013.

4. Филатова, С.А. Техническая механика. Детали машин. Расчет механических передач [Текст]: практикум / С.А. Филатова, А.М. Кравченко, Н.Н. Гаврилов. – Рязань: РВВДКУ, 2013.

5. Филатова, С.А. Техническая механика. Детали машин. Валы и оси. Подшипники [Текст]: учеб. пособие / С.А. Филатова, О.В. Другова. – Рязань: РВВДКУ, 2013.

6. Кравченко, А.М. Информационные технологии в инженерном образовании [Текст]: монография / А.М. Кравченко, Н.В. Кравчук. – Рязань: РВАИ, 2008.

7. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования [Текст]: учебник. / М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

8. Дементьев, Ю.В. САПР в автомобиле- и тракторостроении [Текст]: учебник. – М: Издательский центр «Академия», 2004.

9. Шелофаст, В.В. Основы проектирования машин. Примеры решения задач [Текст] / В.В. Шелофаст, Т.Б. Чугунова. – М.: Изд-во АПМ, 2004.

10. Ковтанюк, Ю.С. Рисуем на компьютере в Corel DRAW X3/X4 [Текст]: самоучитель. – М: ДМК Пресс, 2008.

11. Ганин, Н.Б. Создаем чертежи на компьютере в КОМПАС–3D [Текст]. – М: ДМК Пресс, 2005.

12. Тремблей, Т. Autodesk Inventor 2013. Основы. Официальный учебный курс [Текст]. – М.: ДМК Пресс, 2013.

 

Код для цитирования: Скопировать