Занятие № 5a. Параметрическое моделирование деталей

Задание № 1. Шкив для ременной передачи

Создадим модель шкива для ременной передачи. Диаметр шкива - 40 мм, высота - 10 мм, диаметр отверстия - 8 мм.

Единицы измерения

В блоках величины размерностей (длина, ширина, высота, радиус) указываются в миллиметрах.

Составьте из блоков следующую программу:

Проверьте работу программы. Для этого нажмите кнопку . Программа выполнится блок за блоком. Запустите выполнение по шагам, нажимая кнопку 2023-11-28-20-31-36-image.png. Пошаговое выполнение полезно для отладки программы.

Сохранение проекта

Укажите имя проекта 01-Шкив. Для этого щёлкните по текущему имени проекта вверху слева.

Задание № 2. Шкив с параметрами

Добавим в проект из первого задания переменные. С их помощью дизайн шкива получится параметрическим.

Опишем в проекте 3 переменные:

  • r1 - радиус шкива;

  • r2 - радиус отверстия;

  • h - высота шкива.

Перейдите в категорию Переменные, нажмите кнопку Создать переменную и введите имя переменной r1. Нажмите OK, чтобы создать переменную. Две другие переменные создайте самостоятельно.

Добавьте в начале программы блоки с начальными значениями переменных:

В блоках, добавляющих базовые формы, замените буквальные значения на блоки-переменные:

Радиус сечения тора нужно вычислить относительно высоты шкива. Для этого используется блок умножения. Высота умножается на 0.3.

Запустите выполнение программы. Результат должен выглядеть следующим образом:

Измените значение параметров и запустите программу повторно:

r1=30, r2=4, h=8 r1=20, r2=10, h=8 r1=10, r2=2, h=15

Экспортируем модель в формат stl. Нажмите кнопку . В появившемся окне выберите формат STL. Браузер предложит скачать модель. Сохраните файл на компьютере. Полученный файл можно загрузить в программу-слайсер для подготовки к 3D-печати.

Задание № 3. Реечная передача

Создадим рейку с зубчатой передачей:

Создайте новый проект. Для этого перейдите к списку проектов, щелкнув по логотипу , находящемуся слева сверху.

Создайте новый проект Блоки кода.

В реечной передаче есть повторяющийся элемент, который достаточно смоделировать один раз а затем повторить с помощью цикла.

Составьте следующую программу:

  1. Добавляем основу для реечной передачи, задаём её размеры.

  2. Один зубец передачи создаём из формы Конус, с количеством сторон 4. Получим усечённую четырёхгранную пирамиду. Для формы выбираем тип Отверстие.

  3. С помощью преобразований поворачиваем усечённую пирамиду и настраиваем её размер.

  4. Запускаем цикл в котором копируем усечённую пирамиду 14 раз и сдвигаем каждую копию относительно предыдущей по оси Y на 5 мм.

  5. Группируем все созданные формы чтобы получить финальную модель.

Сохранение проекта

Укажите имя проекта 03-Реечная передача. Для этого щёлкните по текущему имени проекта вверху слева.

Задание № 4. Шестерёнка

Разработаем программу для моделирования шестерёнки.

Основная характеристика зубчатой передачи - модуль. Модуль определяет диаметр шестерёнки и вычисляется по формуле:

\[ m=\frac d z=\frac p \pi \]

\(d\) - диаметр делительной окружности, \(z\) - число зубцов колеса, \(p\) - шаг зубцов.

Представим два соприкасающихся шкива диаметры которых равны диаметрам делительных окружностей:

Под большой нагрузкой гладкой поверхности шкивов недостаточно. Если добавить зубчатую передачу, то вращение можно передать под большой нагрузкой:

При моделировании шестерёнки будем учитывать два параметра: модуль \(m\) и количество зубьев \(z\). Радиус шестерёнки \(R\) и размер одного зубца \(p\) вычислим по указанным выше формулам.

Создайте новый проект. Для этого перейдите к списку проектов, щелкнув по логотипу , находящемуся слева сверху.

Создайте новый проект Блоки кода.

Добавьте к проекту четыре переменные:

В начале программы укажем начальные значения двух параметров и вычислим два других значения:

Итоговая программа выглядит следующим образом:

  1. Цилиндр служит основанием шестерёнки. Радиус цилиндра берём из переменной \(R\).

  2. Зуб шестерёнки будем добавлять с помощью цикла. Переменная цикла \(i\) принимает значения от 1 до \(z\) с шагом 1.

  3. Для моделирования одного зуба возьмём параллелепипед. Ширина и длина будут равны \(p\).

  4. Передвинем один зуб на расстояние равное \(R+1\) мм.

  5. Передвинутый зуб будем поворачивать на угол вычисляемый по формуле \[\frac {360} {z \cdot i}\]

  6. Поворачивать зуб нужно относительно начала координат.

  7. Добавляем отверстие радиусом 4 мм.

Проверьте работу программы для разных значений модуля \(m\) и количества зубцов \(z\).

Стандартные значения модуля

Для стандартизации производства шестерней приняты определённые значения модуля зубчатой передачи. Вот некоторые из них: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5.

m=1.5, z=8 m=2, z=32
Сохранение проекта

Укажите имя проекта 04-Шестерёнка. Для этого щёлкните по текущему имени проекта вверху слева.