Пышняк Валерий Васильевич,
инженер-конструктор,
г.Краматорск, Украина.
E-mail: vasylich@mail.ru
Александр Волков: «Важным элементом концепции цифрового прототипа от Autodesk является так называемое функциональное проектирование – создание конструкции, исходя из технических требований к ней. Генераторы компонентов со встроенными механическими калькуляторами, о которых пойдет речь в практикуме Валерия Пышняка, позволяют автоматизировать создание деталей и изделий, освободив время для настоящего творчества. Кроме валов, подобные возможности есть и для резьб, втулок, зубчатых, ременных, цепных и винтовых передач, уплотнительных колец и пружин».
В работе каждого конструктора время от времени встречается задача, связанная с проектированием и оценкой работоспособности деталей типа вал или ось. Если для этой задачи использовать средства «геометрического» моделирования, недопустимо много времени уходит на рутинные операции (отрисовка шпоночных и шлицевых пазов, канавок для выхода шлифовального круга и т. д.).
В этом практикуме описана методика «функционального» проектирования вала механического редуктора. Он будет спроектирован с помощью модуля Shaft Generator из состава Autodesk Inventor Suite 2008.
Порядок проектирования и расчета вала в этом случае следующий:
1. Создать новую сборку на основе шаблона Standard.iam.
2. Перейти в среду Design Accelerator (см. рис. 1)
Рис. 1 - Переход в среду Design Accelerator
3. На панели инструментов Design Accelerator нажать кнопку
Shaft Generator. При этом появится окно с предложением сохранить файл сборки перед созданием компонента Design Accelerator. В диалоговом окне нужно нажать кнопку Да и сохранить сборку. После этого на экране появится диалоговое окно Shaft Component Generator (см. рис. 2)
Рис. 2 – Вкладка Design диалогового окна Shaft Component Generator
4. Спроектировать каждую из ступеней вала:
4.1 Для редактирования левого ребра нажать кнопу со стрелкой возле команды Left edge features (выделена красным на рис. 2). В выпадающем окне выбрать команду Chamfer (рис. 3). Для фаски задать длину 2 мм и угол 45 градусов (см. рис. 3);
Рис. 3 - Снятие фаски с первой ступени вала
Для профиля первой ступени выбрать цилиндрическое сечение, щелкнув по стрелке возле кнопки
Section type (выделена зеленым на рис. 2).4.2 Нажать кнопку
Section type и в появившемся диалоговом окне задать диаметр D=45мм, длину L=78мм (см. рис. 4)
Рис. 4 - Диалоговое окно Cylinder
4.3 Чтобы получить канавку для выхода шлифовального круга, использовать кнопку со стрелочкой возле команды
Right edge features (синяя на рис. 2) и в выпадающем списке выбрать Relief – G (SI Units).
Для ширины канавки принять значение b=3мм, радиус скругления R=1мм,
углу назначить значение 45 градусов, а перепад Add=0,25мм (Рис. 5)
Рис. 5 - Диалоговое окно Relief - G (SI Units)
4.4 Вставить шпоночный паз, щелкнув по кнопке со стрелкой возле команды
Section features (выделена желтым на рис. 2) и выбрав в выпадающем меню 
Add Keyway groove. Затем выделить строку с настройками шпоночного паза и нажать кнопку 
Feature properties. В диалоговом окне Keyway
(Рис. 6) в качестве стандарта для шпонки выбрать ГОСТ 23360-78 (при
этом должен работать Content Center). Теперь размеры элементов
шпоночного паза можно выбирать из стандартного ряда в выпадающих меню
(Рис. 6).
Рис. 6 - Диалоговое окно Keyway выбора параметров шпоночного паза
Аналогичным образом построить все остальные ступени вала. После завершения проектирования нужно нажать кнопку ОК в диалоговом окне Shaft Component Generator. Получится вал, изображенный на рис. 7.
Рис. 7 - Готовый вал редуктора
5. Щелкнуть по валу правой кнопкой мыши и продолжить проектирование вала, выбрав в контекстном меню команду
Edig using Design Accelerator.6. В диалоговом окне Shaft Component Generator перейти на вкладку Calculation (рис. 8). В этом диалоговом окне нужно сделать следующее:
• задать свойства материала (область, выделенная красным)
7. задать силы, крутящие и изгибающие моменты, действующие на вал, а так же расставить опоры (область, выделенная зеленым).
Синим выделена область, где описаны факторы, описывающие состояние вала под действием приложенных нагрузок.
Рис. 8 - Вкладка Calculation панели Shaft Component Generator
8. Нажать кнопку Calculate и перейти на вкладку Graphs диалогового окна Shaft Component Generator (рис. 9). На данной вкладке в области Graph Selection можно переключаться между результатами анализа для каждой из плоскостей или суммарного анализа.
Рис. 9 - Вкладка Graphs диалогового окна Shaft Component Generator
Благодаря модулю Shaft Generator при проектировании деталей типа вал конструктор акцентируется на функциональных свойствах вала, а не на геометрии детали. Конструктор в автоматизированном режиме получает наглядное геометрическое нагрузок и деформаций вала.
______________________
Хотите попробовать сами выполнить описанную в практикуме задачу? Скачайте файлы с блога Сообщества машиностроителей Autodesk: http://mfgcommunity.autodesk.com/blogs/blog/9/?language=ru. Название поста: Функциональное проектирование: валы.