Простейшая кинематика

Простейшая кинематика

Данный урок посвящен элементарному, но полезному построению: найдем ось вращения для простейшего механизма с одной степенью свободы. При разработке различных механизмов бывает известно требуемое положение подвижной детали, а чаще – два положения, исходное и рабочее, или открытое и закрытое и т.д. В этих случаях конструктору необходимо определить положение оси вращения, чтобы затем спроектировать подвижный узел. Мы не будем особо уделять внимание самому механизму – это может быть что угодно, от ковша экскаватора до тонарма или, например, подъемной кровати. Опишем лишь элементарное геометрическое построение с использованием Autocad как основного инструмента конструктора.

Итак, нам заданы два положения детали и известно, что деталь должна вращаться вокруг неподвижной оси.

1. Запускаем Autocad. Можно работать как в стандартном интерфейсе 3D Modeling, так и в интерфейсе для двухмерного моделирования. Интерфейсы выбираем из списка, открывающегося при нажатии кнопки Workspace Switching в строке состояния Autocad (правый нижний угол экрана). Включим интерфейс 2D Drafting & Annotation.

 Простейшая кинематика

2. Подвижную деталь изобразим в виде прямоугольника. Размеры его не так важны, да и два известных положения детали можно взять «с потолка». Например, вот так:

Простейшая кинематика

Единственное важное условие – прямоугольники должны быть одинаковыми (это одна и та же деталь), поэтому проще всего нарисовать один, а затем скопировать его и повернуть копию на любой угол (не обязательно 90°). Один угол детали можно отметить, например, фаской, чтобы понимать, какое положение деталь занимает при повороте.

3. Начнем построение. Оно основано на элементарных геометрических законах, полностью приводить которые мы не будем. Отметим только, что срединный перпендикуляр к хорде окружности всегда проходит через центр этой окружности. Поскольку деталь вращается, одна и та же точка детали (например, угол) описывает окружность, а если соединить два положения этой точки – получится хорда этой окружности. Центр вращения детали – это центр такой окружности. Поэтому командой Line просто строим хорды для двух разных точек детали (привязка Object Snap должна быть включена, и при наведении на угол детали должен загораться желтый квадрат привязки Endpoint):

 Простейшая кинематика

4. Теперь строим срединные перпендикуляры. Способов очень много, покажем один – с помощью примитива Construction line (прямая). Но сначала делаем правый клик на иконке объектной привязки и проверяем, включены ли опции Midpoint, Perpendicular и Intersection (средняя точка, перпендикуляр и пересечение). Затем включаем, если она отключена, трассировку объектной привязки Object Snap Tracking. Когда привязки включены, выбираем команду Construction line на панели Draw.

 Простейшая кинематика

В качестве первой точки выбираем середину хорды (загорается желтый треугольник).

 Простейшая кинематика

Двигаем перекрестье курсора в место, где примерно должен проходить перпендикуляр из первой точки. При приближении курсора к искомому месту первая точка обозначится символом перпендикуляра. В этом положении кликаем мышью.

 Простейшая кинематика

Если перпендикулярная трассировка не отображается, то не произошел «захват» точки. В таком случае без нажатия каких-либо кнопок наводим курсор на первую точку и держим его там около секунды. Вначале загорается треугольник, а затем в его центре появляется желтый крест. Этот значок показывает, что трассировка захватила данную точку. После этого возвращаемся к предполагаемому месту и указываем вторую точку линии.

[ads]

Точно так же строим второй срединный перпендикуляр. В результате получаем такую картину:

 Простейшая кинематика

Если по какой-то причине вы не можете воспользоваться трассировкой, можно пойти другим путем: вторую точку Construction line указать прямо на хорде, с привязкой Nearest (песочные часы), а затем повернуть линию на 90° относительно середины хорды.

5. Видимо, нетрудно догадаться, что нужный нам центр вращения лежит на пересечении двух бесконечных срединных перпендикуляров. Отметим его окружностью (Circle), указав ее центр с привязкой к пересечению прямых, а радиус задав произвольно:

 Простейшая кинематика

Удалим вспомогательные линии.

 Простейшая кинематика

Можно легко проверить правильность построения, выбрав команду Rotate (панель Modify) и указав в качестве базовой точки центр окружности, обозначающей ось (привязка Center, желтый кружок). При движении курсора по кругу деталь будет двигаться так, как будто она вращается на неподвижной оси:

Простейшая кинематика

 Простейшая кинематикаПростейшая кинематика

При повороте на угол, равный углу между крайними положениями детали (в нашем случае 90°) контуры деталей совпадут.

Инструменты и приемы, которые мы здесь рассмотрели, полезны и при более сложных построениях, связанных с различными механизмами. Важно понимать принципы начертательной геометрии и уметь использовать мощные возможности черчения Autocad.


Оцени материал:

Звезд: 1Звезд: 2Звезд: 3Звезд: 4Звезд: 5 (Оценок еще нет)
Загрузка...

Поделись с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *