|
Обеспечение корректной работы сопряжений механической связи |
Scroll |
Для обеспечения ожидаемого взаимного перемещения компонентов, связанных сопряжением механической связи, рекомендуется, чтобы эти компоненты имели минимум степеней свободы, необходимый для совершения движений в рамках сопряжений механической связи. Уменьшить количество степеней свободы компонента можно с помощью позиционирующих сопряжений его с другими объектами, а также с помощью фиксации.
Обычно, если позиционирующие сопряжения в модели изделия наложены так, что компоненты имеют столько же степеней свободы, сколько детали и узлы в реальной конструкции, то для работы сопряжений механической связи не требуется введения дополнительных ограничений.
Поясним сказанное на примерах.
1. Вращение – вращение
Рассмотрим сопряжение между двумя зубчатыми колесами, в котором колеса должны вращаться вокруг неподвижных осей (например, колеса 1 и 2 на рисунке).
Перед наложением сопряжения механической связи следует обеспечить:
•неподвижность осей в системе координат модели,
•соосность колес и соответствующих им осей.
Обычно колеса не имеют возможности перемещаться вдоль осей вращения — этого можно достичь, связав плоские торцевые грани колес с каким-либо неподвижным плоским объектом сопряжением Совпадение или На расстоянии.
Таким образом, каждое колесо будет иметь по одной степени свободы вращения вокруг оси.
После наложения сопряжения Вращение – вращение вращение любого из колес будет приводить к вращению другого колеса.
|
Обратите внимание на то, что неподвижность осей вращения колес необходима именно для данного примера. В других случаях оси могут иметь возможность перемещения, например, оси колес-сателлитов в планетарных передачах. |
2. Вращение – перемещение
Пример 1. Рассмотрим сопряжение между колесом и рейкой, в котором колесо, вращаясь, должно перемещать рейку (например, как на рисунке).
Перед наложением сопряжения механической связи следует обеспечить:
•неподвижность оси колеса в системе координат модели,
•соосность колеса и оси,
•постоянство ориентации рейки по отношению к оси колеса (это можно сделать разными способами, например, связав прямолинейное ребро рейки с одной неподвижной плоскостью сопряжением На расстоянии, а с другой — сопряжением Совпадение),
Как и в предыдущем примере, можно наложить сопряжение, препятствующее смещению колеса вдоль оси.
Таким образом, колесо будет иметь одну степень свободы вращения вокруг своей оси, и рейка будет иметь одну степень свободы поступательного движения.
После наложения сопряжения Вращение – перемещение вращение колеса будет приводить к перемещению рейки и наоборот, при перемещении рейки будет вращаться колесо.
Пример 2. Рассмотрим сопряжение между винтом и гайкой, в котором винт, вращаясь, должен перемещать гайку.
Перед наложением сопряжения механической связи следует обеспечить:
•невозможность сдвига винта вдоль оси вращения,
•соосность винта и гайки.
Таким образом, винт будет иметь одну степень свободы вращения вокруг оси, а гайка — две степени свободы: вращения вокруг оси и перемещения вдоль нее.
После наложения сопряжения Вращение – перемещение вращение винта будет приводить к перемещению гайки и наоборот, при перемещении гайки будет вращаться винт.
|
Винт в данном сопряжении может быть и неподвижным. Тогда гайка при перемещении будет вращаться. Если же и винт, и гайка будут иметь по две степени свободы (вращения и перемещения), то корректная работа сопряжения станет невозможна. |
3. Кулачок – толкатель
Рассмотрим сопряжение, в котором кулачок, вращаясь, должен перемещать толкатель вдоль прямолинейной траектории (например, как на рисунке).
Перед наложением сопряжения механической связи следует обеспечить:
•неподвижность оси вращения кулачка в системе координат модели,
•постоянство ориентации толкателя по отношению к траектории его перемещения (это можно сделать разными способами, например, если толкатель имеет круглое сечение, установив соосность его с неподвижной осью).
|
Рабочие поверхности кулачка и толкателя автоматически приводятся в соприкосновение после наложения сопряжения Кулачок – толкатель путем перемещения толкателя вдоль его траектории. Нужно проследить, чтобы форма и взаиморасположение кулачка и толкателя, а также наложенные на них сопряжения не препятствовали этому. Накладывать на кулачок и толкатель сопряжение Касание не нужно. |
Рекомендуется наложить на кулачок сопряжения, препятствующие его смещению вдоль оси вращения — для сохранения контакта кулачка с толкателем.
Таким образом, кулачок будет иметь одну степень свободы вращения вокруг оси, а толкатель — одну степень свободы поступательного движения; наличие у толкателя степени свободы вращения вокруг траектории не имеет значения.
После наложения сопряжения Кулачок – толкатель вращение кулачка будет приводить к перемещению толкателя. Передача движения в обратном направлении — от толкателя к кулачку — в сопряжении Кулачок – толкатель не предусмотрена.
