- 1 -

1. Modelowanie podstawowych elementów programie SolidWorks 2006.

1.1. Rozpoczęcie pracy w programie SolidWorks.

Uruchamiamy program SolidWorks z menu START/PROGRAMY/SOLIDWORKS

2006/SOLIDWORKS 2006. Po uruchomieniu programu, w nowy oknie należy wybrać ikonę

„Nowy” (rys. 1).

rys. 1

rys. 2

Po otworzeniu okna Nowy dokument SolidWorks klikamy dwa razy na przycisk „Część” (rys. 2).

Główne okno programu przedstawia (rys. 3), jednak wygodniej jest pracować przy wyłączonym

„Menedżer poleceń CommandManager” .

rys. 3

- 2 -

Lewym przyciskiem myszy klikamy na dowolna płaszczyznę (w naszym przypadku płaszczyzna

przednia) w lewym panelu, a następnie na ikonę „Szkic”

(rys. 4)

rys. 4

1.2. Wałek.

Wałki stopniowane można modelować dwoma metodami: poprzez obrót profilu lub

poprzez wyciąganie poszczególnych stopni. Obie metody są poprawne, jednak korzystniejsza jest

metoda pierwsza, gdyż cały profil mamy w jednym szkicu i możemy go szybko edytować i

nadawać zależności.

Nasz profil przygotowany do obrotu będzie wyglądał jak na (rys. 5).

Pierwszym krokiem będzie wykonanie zarysu wału, tak by miał on tą samą liczbę stopni i

podobne proporcje. W tym celu, będąc w oknie szkicu, klikamy na ikonę „Linia”

i

wykonujemy jego zarys (wymiary na razie nie są istotne). Odbywa się to poprzez pojedyncze

kliknięcia lewym przyciskiem myszy. Korzystnie jest rozpocząć wykonywanie szkicu od

początku układu współrzędnych. Jak zauważyliśmy program automatycznie wykrywa

prostopadłości oraz inne relacje informując linią przerywaną. Nasz zarys widoczny jest na

1

2

- 3 -

(rys. 6). Elementy

oznaczają nadanie relacji poziomo oraz pionowo. Następnym ważnym

elementem będzie utworzenie tzw. linii środkowej, która daje możliwość późniejszego obrócenia

profilu i stworzenia bryły oraz wymiarowania średnic. W tym celu klikamy na ikonę „Linia

ś

rodkowa”

i rysujemy krótki odcinek poziomy rozpoczynając w punkcie początku układu

współrzędnych, skąd zaczynaliśmy szkicować profil.

rys. 5

Przystąpimy do wymiarowania średnic stopni wału. W tym celu klikamy na ikonę „Inteligentny

wymiar”

i klikamy kolejno na stopień i linie środkową a następnie przeciągamy kursor

myszy tak, aby znalazł się na linii środkowej, by uchwycić średnice (rys. 7).

Następnie

klikamy

lewym

przyciskiem

myszy

i

edytujemy

wymiar na

φ

15 (rys. 8).

Potwierdzamy

co

spowoduje

zmianę

wymiaru.

Podobnie

wymiarujemy pozostałe

ś

rednice. Wymiarowanie

długości

stopni

jest

analogiczne,

klikamy

rys. 6

rys. 7

rys. 8

- 4 -

bezpośrednio lewym przyciskiem myszy na poziomą linie, lub kolejno na pionowe linie

ograniczające stopień lub kilka stopni (rys. 9).

rys. 9

Powinniśmy otrzymać efekt jak na (rys. 5). Jak zauważyliśmy szkic zmienił barwę z niebieskiego

na czarny, oznacza to że jest poprawnie zwymiarowany i nie ma wymiarów wolnych.

Aby uzyskać z naszego szkicu

wał, należy z lewego paska

narzędzi

wybrać

ikonę

„Dodanie, baza przez obrót”

.

Dzięki

utworzonej

wcześniej

linii

ś

rodkowej,

system

automatycznie

przechodzi do tworzenia bryły

obrotowej (rys. 10). Następnie

rys. 10

1

2

3

- 5 -

wykonamy sfazowania na poszczególnych stopniach wału. W tym celu z lewego paska

narzędziowego wybieramy ikonę „Sfazowanie”

. Zaznaczamy krawędź pokazaną na (rys. 11)

i w oknie „Parametry sfazowania” zmieniamy wartość „odległość”

na 3mm (rys. 12).

Podgląd wyniku operacji widoczny jest na (rys. 13). Zatwierdzamy zmiany klikając

.

Analogicznie postępujemy przy pozostałych sfazowaniach („odległość” na 1 mm) . Okno

„Parametry sfazowania” oraz podgląd operacji widoczne są na (rys. 14). Wychodzimy z

polecenia zatwierdzając

. Aby przeciwdziałać karbom przy przejściu wałka na wyższa

ś

rednicę wykonuje się promień przejścia o wartości zależnej od średnic stopni. Do wykonania

wspomnianych promieni należy wybrać ikonę „Zaokrąglenie”

. W oknie „Zaokrąglenie”

zmieniamy promień zaokrąglenie na 1mm i zaznaczamy przejścia jak na (rys. 15). Kończymy

operację klikając

.

rys. 11

rys. 12

rys. 13

- 6 -

rys. 14

Kolejnym krokiem będzie wykonanie rowka wpustowego, gdyż wał połączony jest w ten sposób

z tuleją i przenosi ruch obrotowy od wirnika turbiny sprzęgła. Najpierw musimy utworzyć

płaszczyznę, na której będziemy szkicować zarys naszego wpustu. Klikamy na ikonę „Geometria

odniesienia”

a następnie z rozwijalnego menu wybieramy „Płaszczyzna” (rys. 16). W

lewym górnym rogu rozwijamy drzewo modelu i klikamy na dowolną płaszczyznę (rys. 17).

Następnie lewym przyciskiem myszy klikamy na stopień, na którym będziemy frezować rowek

(rys. 18).

rys. 15

rys. 16

- 7 -

W ten sposób utworzyliśmy płaszczyznę styczną do stopnia (rys. 19). Przejdziemy teraz do jego

naszkicowania, w tym celu klikamy na utworzoną płaszczyznę, (jeśli nie jest podświetlona na

zielono), a następnie na ikonę „Szkic”

.

W tym momencie jak

zauważyliśmy

model

pozostał w widoku 3D.

Możemy oczywiście już

szkicować

na

naszej

płaszczyźnie

o

czym

ś

wiadczą

podświetlone

ikony szkicownika, ale

wygodniej jest wybrać

widok w ten sposób aby

uzyskać dwa wymiary. Z

paska narzędzi „Widok”,

wybieramy

ikonę

„Standardowe widoki”

i menu rozwijalnego wybieramy

. Efekt powinien

być jak na (rys. 20). Następnie wybieramy polecenie „Prostokąt”

i tworzymy dowolny

obiekt (rys. 21). Dokonujemy teraz parametryzacji naszego wpustu (rys. 22).

rys. 20

rys. 21

rys. 22

rys. 23

rys. 24

rys. 17

rys. 18

rys. 19

- 8 -

Rozwiązujemy następnie kolejny problem, jakim jest umieszczenie osi rowka w osi wału.

Posłużymy się linią środkową oraz nadaniem relacji. Klikamy na ikonę „Linia środkowa”

a

następnie kursorem myszy, bez klikania, znajdujemy środek krótszego boku prostokąta, co

sygnalizowane jest przez pojawienie się czerwonego punktu z dwiema równoległymi kreskami

(rys. 23). Następnie klikamy na ten punkt lewym przyciskiem myszy i łączymy go z środkiem

linii zarysu wału (rys. 24) . Teraz nadamy relacje prostopadłości. W tym celu klikamy na ikonę

„Dodaj relacje”

i wskazujemy kolejno, bok prostokąta i lnie środkową. Z lewej strony

pojawi się okno „Dodaj relację” (rys. 25), wybieramy „Prostopadle”.

Potwierdzamy

,

efekt

widzimy na (rys.

26).

Dokonamy

teraz wyciągnięcia

profilu

z

jednoczesnym

usunięciem materiału wału. Klikamy na ikonę „Wyciągnięcie wycięcia”

. W oknie „Wytnij

wyciągnięcie”, „Kierunek 1” wprowadzamy wartość głębokości na 5 mm (rys. 27). Kończymy

operację

. Rowek jest frezowany frezem palcowym, dlatego musimy dodać zaokrąglenia

profilu. Uruchomimy, zatem polecenie „Zaokrąglenie”

i wskazujemy poszczególne

krawędzie oraz w oknie „Elementy do zaokrąglenia” wprowadzamy wartość 5mm (rys. 28).

Kończymy operację

.

rys. 28

rys. 25

rys. 26

rys. 27

- 9 -

Ostatnią czynnością będzie dokonanie wizualizacji gwintu na stopniu, gdzie będzie dokręcana

nakrętka dociskająca tuleje.

Aby gwint był widoczny należy z górnego menu rozwijalnego wybrać Narzędzia/Opcej i w

oknie „Opcje systemu – Ogólne” wybrać zakładkę właściwości dokumentu, następnie

„Wyświetlanie adnotacji”. W oknie „Filtr wyświetlania” powinny być zaznaczone elementy jak

na (rys. 29).

Następnie z górnego menu rozwijalnego wybieramy Wstaw/Adnotacje/Oznaczenie gwintu (rys.

30). Klikamy lewym przyciskiem myszy na krawędź, oznaczoną na (rys. 31) kolorem zielonym i

w oknie ustawienia gwintu wprowadzamy wartości jak na (rys. 32). Kończymy operację

.

Końcowy efekt widoczny jest na (rys. 33).

rys. 29

rys. 30

rys. 31

- 10 -

rys. 32

rys. 33

- 11 -

1.3. Tarcza.

Modelowanie elementów typu tarcza odbywa się podobnie jak modelowanie wałów, gdyż

są to również elementy kołowo symetryczne. Naszym celem będzie wykonanie tarczy sprzęgła,

posiadającej otwór stopniowany w osi, oraz otwory rozmieszczone w szyku kołowym na

płaszczyźnie czołowej. Tarcze wykonamy w inny sposób niż wałek, posługując się prostymi

szkicami.

Mając rysunek wykonawczy wykonamy kolejno następujące operacje. Na dowolnej

płaszczyźnie utworzymy okrąg o średnicy 40 mm (wymiarowanie szkiców poznaliśmy w

poprzednim punkcie), którego środek będzie leżał w początku układu współrzędnych, po czym

wyciągniemy go na 12.7 mm (rys. 34). Następnie utworzymy drugi stopień, poprzez kliknięcie

lewym przyciskiem myszy na dowolna podstawę walca a następnie na ikonę „Szkic”

.

Zważywszy

na

fakt,

ż

e

nie

będziemy

tworzyć

skomplikowanych

szkiców,

przechodzenie na widok „Normalny

do” staje się zbędne. Tworzymy

okrąg o średnicy 48 mm, a

następnie wyciągnięcie na 17 mm

(rys.

35).

Jak

zauważyliśmy

podczas tworzenia okręgu, kursor

myszy jest przyciągany do początku

układu współrzędnych co ułatwia

pracę w widoku 3D.

rys. 34

- 12 -

rys. 35

Analogicznie dodamy trzeci stopień o średnicy 273 mm i wartości wyciągnięcia 28.58 mm. Efekt

widoczny jest na (rys. 36).

W

następnej

kolejności

utworzymy

zewnętrzne

pochylenie. By tego dokonać na górnej płaszczyźnie

wykonujemy szkic pokazany na (rys. 37).

rys. 37

Pamiętajmy przy tym, aby był on zamknięty. Zastosujemy teraz operację „Wycięcie przez obrót”

, w podglądzie widzimy na żółto zaznaczoną bryłę, która będzie „odbierać” materiał od

naszego modelu. W lewym oknie dialogowym nie dokonujemy żadnych zmian, domyślnie

ustawiony jest kąt 360

0

. Kończymy operację klikając

. Efekt widoczny jest na (rys. 38).

rys. 36

- 13 -

rys. 38

rys. 39

rys. 40

Usuniemy następnie materiał w postaci walca z czołowej strony traczy. Klikamy na płaszczyznę,

na której ma być utworzony szkic i wchodzimy w operację „Szkic”. Tworzymy okrąg o średnicy

136 mm (rys. 39). Skorzystamy następnie z operacji „Wyciągnięcie wycięcia” i w oknie

dialogowym podamy jego wartość na 4,51 mm (rys. 40) .

Wycięcie wewnętrznego stożka wykonamy za pomocą operacji „Wycięcie przez obrót”

.

Przed tym jednak należy zmienić widok na „Przedstawienie krawędziowe” w celu by było

widoczne wewnętrzne wycięcie w formie walca (rys. 41). Szkic, jaki należy wykonać na górnej

płaszczyźnie widoczny jest na (rys. 42).

W oknie dialogowym nie dokonujemy żadnych

zmian i kończymy operację klikając

.

Aby model był lepiej widoczny powrócimy do

rys. 41

- 14 -

widoku „Cieniowany z krawędziami”

. Efekt naszych dotychczasowych działań widoczny

jest na (rys. 43).

rys. 42

rys. 43

Kolejną czynnością będzie wykonanie otworów w osi tarczy. Przeprowadzimy to w dwóch

etapach. Z menu rozwijalnego wybieramy Wstaw/Operacje/Otwór/Kreator (rys. 44).

rys. 44

rys. 45

rys. 46

- 15 -

W lewym oknie wybieramy typ otworu na „Otwór starszego typu”. W oknie „Wymiary

przekroju” wpisujemy wartości jak na (rys. 45), jako status końca wybieramy „Na odległość”.

Następnie przechodzimy do zakładki „Pozycje” i wskazujemy punkt jak na (rys. 46), program

automatycznie znajduje punkt centralny. Kończymy operację klikając

. Analogicznie

wykonamy otwór przelotowy o średnicy 19 mm. Postępujemy podobnie jak powyżej, wybieramy

„Otwór starszego typu” a następnie „Prosty”, jako status końca „Przez wszystko” (rys. 47). W

oknie wymiary przekroju, możliwe jest tylko wprowadzenie wartości średnicy, gdyż głębokość

jest nieedytowalna, ponieważ wynika ze statusu końca. Przechodzimy do zakładki „Pozycje” i

wskazujemy punkt leżący w osi (rys. 48).

Ostatnim

etapem

będzie

wykonanie

otworów gwintowanych przelotowych na

powierzchni

czołowej

sprzęgła.

Rozpoczniemy od utworzenia punkt na tej

powierzchni,

który

będzie

stanowił

pozycje do umieszczenia otworu. W tym

celu klikamy na tę powierzchnie i

przechodzimy do szkicu (rys. 49).

rys. 49

Z prawego paska wybieramy ikonę „Punkt”

, umieszczamy go w dowolnej odległości od

ś

rodka układu współrzędnych, lecz tak, aby nadać mu prostopadłość (rys. 50). Posługujemy się

linią środkową

, tak by możliwe było zwymiarowanie średnicy na jakiej będą rozmieszczone

otwory, wprowadzamy jej wartość równą 204,5 mm (rys. 51). Wychodzimy ze szkicu.

rys. 47

rys. 48

- 16 -

rys. 50

rys. 51

rys. 52

Z menu rozwijalnego wybieramy kreator otworów, jak na (rys. 44). W oknie „Specyfikacja

otworu” wybieramy „Gwintownik”. Okna „Specyfikacja otworu” oraz „Status końca” powinny

być wypełnione jak na (rys. 52). W zakładce pozycje klikamy na wcześniej utworzony punkt

(rys. 53). Kończymy operację

.

By skorzystać z operacji szyku

kołowego

do

powielenia

utworzonego

wcześniej

otworu, musimy uaktywnić

„Tymczasowe

osie”.

Z

górnego menu rozwijalnego

wybieramy Widok/Tymczasowe osie (rys. 54). Z lewego menu wybieramy ikonę „Szyk kołowy”

. W oknie „Parametry” jako oś szyku zaznaczamy w oknie roboczym oś naszego modelu

oraz liczbę wystąpień 8. Jako „Operację do powtórzenia” klikamy na „Otwór gwintowany M141”

znajdujący się w drzewie modelu (rys. 55).

rys. 53

rys. 54

- 17 -

rys. 55

Wychodzimy z operacji klikając

. Dla lepszego zobrazowania naszych dotychczasowych

działań utworzymy na koniec widok przekroju. W tym celu klikniemy na ikonę „Płaszczyzna

górna” w lewym pasku a następnie wybieramy „Utwórz przekrój”

i zatwierdzamy

(rys. 56).

rys. 56

- 18 -

1.4. Wieniec zębaty.

Program SolidWorks nie posiada funkcji do tworzenia ewolwenty. Istniej jednak

możliwość importowania gotowych kół zębatych z biblioteki części. Ponadto można

zaimportować punkty z programu Excel, które połączone splajnem utworzą ewolwentę.

Posłużymy się drugą metodą.

Na początku należy przygotować plik wsadowy typu *.txt. Poniżej znajdują się równania

parametrowe ewolwenty we współrzędnych prostokątnych wynikające wprost z (rys.57), które

należy wprowadzić do programu Excel.

rys. 57

(

)

ω

ω

ω

ω

ω

ω

cos

sin

cos

sin

⋅

−

⋅

=

⋅

⋅

−

⋅

=

z

z

z

r

r

r

x

(

)

1

sin

cos

cos

sin

−

⋅

+

⋅

=

−

⋅

+

⋅

⋅

=

ω

ω

ω

ω

ω

ω

z

z

z

z

r

r

r

r

y

W naszym przypadku r

z

=182.25 mm, kąt

ω

zmienia się w granicach od 0

0

do 30

0

, przy czym

należy ten zakres wyrazić w radianach. Tworzymy dwa pliki *.txt o zawartości jak w poniższej

tabeli. Można oczywiście zaimportować jedną krzywą a następnie wykorzystać odbicie lustrzane.

Po otwarciu programu nie wchodzimy

do opcji szkicowania. Z górnego

menu

rozwijalnego

wybieramy

Wstaw/Krzywa/Krzywa przez punkty

XYZ (rys. 58). W oknie „Plik

krzywej” klikamy na „Przeglądaj” i

odnajdujemy nasz pierwszy plik

tekstowy ze współrzędnymi x,y,z

Plik 1

Plik 2

-0.07

1.00

0.00

-0.23

2.23

0.00

-0.55

3.95

0.00

-1.08

6.13

0.00

-1.86

8.76

0.00

-2.95

11.82

0.00

-4.38

15.28

0.00

-6.21

19.11

0.00

-8.47

23.27

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.07

1.00

0.00

0.23

2.23

0.00

0.55

3.95

0.00

1.08

6.13

0.00

1.86

8.76

0.00

2.95

11.82

0.00

4.38

15.28

0.00

6.21

19.11

0.00

8.47

23.27

0.00

- 19 -

(rys. 59). Możemy również wprowadzać ręcznie współrzędne po dwukrotnym kliknięciu na pole

pod nazwą współrzędnej. Potwierdzamy OK wprowadzamy analogicznie drugi plik. Efekt

powinien być jak na (rys. 60).

rys. 58

rys. 59

rys. 60

Jak zauważyliśmy krzywe są zaczepione w początku układu współrzędnych. Przystąpimy teraz

do konstruowania wieńca zębatego. Z lewego okna wybieramy „Płaszczyzna przednia” oraz

klikamy na ikonę „Szkic”

, wybieramy „Standardowe widoki”

i z menu rozwijalnego

(rys. 61). Następnie tworzymy dwa okręgi: średnica głów wynosi 377.9 mm,

ś

rednica stóp 364.5 mm (rys. 62). Posługujemy się linią środkową i tworzymy trzy linie

zaczepione jednym końcem w początku układu współrzędnych. Nadajemy dwa wymiary kątowe

po 0,75

0

od linii pionowej (rys. 63) co wynika z geometrii koła zębatego. Posługując się ikoną

„Dodaj realcje”

klikamy na końcowy punkt linii środkowej a następnie na mniejszy okrąg,

ma to na celu utworzenie punktu, w którym będzie zaczepiona ewolwenta. W oknie „Dodaj

relacje” wybieramy „Wspólne”

(rys. 64). Kończymy operację

.

- 20 -

rys. 61

rys. 62

rys. 63

Podobnie postępujemy z drugą linią środkową. Należy teraz zrzutować obie ewolwenty na naszą

płaszczyznę szkicu. W tym celu klikamy lewym przyciskiem myszy na jedną z nich i z prawego

paska narzędziowego wybieramy ikonę „Rzutowanie elementów”

. Profil powinien zmienić

kolor z niebieskiego na czarny, podobnie postępujemy z druga ewolwentą (rys. 65).

rys. 64

Kolejnym krokiem będzie przeniesienie ewolwenty do utworzonego punktu. Kilkamy prawym

przyciskiem myszy na jedną z nich. Z powstałego menu wybieramy „Przenieś elementy”

. Klikamy lewym przyciskiem myszy na początek układu

współrzędnych, a następnie przenosimy krzywą do punktu na średnicy stóp (rys. 66, 67).

1

2

3

4

- 21 -

rys. 65

rys. 66

rys. 67

Podobnie postępujemy z drugim elementem. Efekt powinien być jak na (rys. 68). Teraz

posłużymy się funkcją przytnij, aby uzyskać właściwy zarys zęba. Z prawego paska wybieramy

ikonę „Przytnij elementy”

. W lewym oknie „Opcje” powinniśmy zaznaczyć „Przytnij do

najbliższego” (rys. 69).

rys. 68

rys. 69

rys. 70

Klikamy kolejno na zbędne elementy, by uzyskać efekt końcowy jak na (rys. 70). Kończymy

operację

. Wychodzimy ze szkicu, przyciskiem w prawym górnym rogu okna roboczego.

Teraz utworzymy dwie oddzielne bryły, jedną będzie walec (średnica stóp) a drugą pojedynczy

ząb. W tym celu klikamy na „Płaszczyzna przednia” i następnie „Szkic”

. Dokonujemy

- 22 -

zrzutowania okręgu, klikając nie niego, a następnie na ikonę „Rzutowanie elementów”

.

Dokonamy jego wyciągnięcia wybierając ikonę „Wyciągnięcie dodania/bazy”

(rys. 71). W

oknie „głębokość” podajemy wartość 18,5 mm (rys. 72).

rys. 71

rys. 72

rys. 73

Efekt naszych działań widoczny jest na (rys. 73). Podobnie postępujemy w przypadku zęba.

Wchodzimy na płaszczyznę przednią, rzutujemy wszystkie elementy (łącznie z okręgiem), za

pomocą funkcji „Przytnij elementy” usuwamy zbędną część okręgu, tak by zamknąć profil zęba i

uzyskać efekt jak na (rys. 74).

rys. 74

rys. 75

rys. 76

Dokonujemy wyciągnięcia pojedynczego zęba wybierając ikonę „Wyciągnięcie dodania/bazy”

(rys. 75). W oknie głębokość podajemy jak poprzednio wartość 18,5 mm. Dokonamy teraz

sfazowania bocznej części zęba. Korzystamy z funkcji „Sfazowanie”

, w oknie „Parametry

- 23 -

sfazowania” podajemy wartość 0,5 mm (rys. 76). Korzystając z funkcji „Zaokrąglenie”

,

wskazujemy krawędzi jak na (rys. 77) i wartość promienia 0,5 mm. Z obu poleceń wychodzimy

poprzez

.

Aby utworzyć kompletny wieniec, posłużymy się funkcją

„Szyk kołowy”

. Po wybraniu tej operacji w lewym

górnym rogu rozwijamy drzewo modelu. W lewym oknie

Klikamy na zakładkę „Operacje do powtórzenia” (powinno być

podświetlone na czerwono), teraz z drzewa modelu wybieramy

operacje, które maja się znaleźć w szyku kołowym, a więc

wyciągnięcie zęba, sfazowanie i zaokrąglenie. W oknie „Liczba

wystapień” podajemy wartość 125, gdyż tyle zębów liczy nasz wieniec (rys. 78).

rys. 78

Ostatnim etapem w konstruowaniu wieńca będzie wykonanie otwory tak by został on wpasowany

na koło zamachowe sprzęgła. W tym celu na płaszczyźnie przedniej utworzymy szkic w postaci

okręgu, którego wartość średnicy wynosi 344,40 mm. Skorzystamy z funkcji „Wyciągnięcie

wycięcia”

. Efekt naszych działań widoczny jest na (rys. 79).

rys. 77

- 24 -

rys. 79