Проектирование 3D-модели малой тяги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Целью работы является приобретение студентами навыков по практическому применению теоретических знаний, полученных при изучении курса «САПР в сварочном производстве».

В проектировании студент углубляет свои знания и умение самостоятельно решать перечисленные ниже инженерные задачи по специальности с использованием средств автоматизированного проектирования:

1) Проектировать технологические документы процессов заготовки, сборки и сварки;

2) проектировать конструкторские документы на свариваемые конструкции и средства технологического оснащения;

3) оптимизировать параметры технологических процессов сварки, сварных конструкций, оборудования и оснастки;

4) создавать удобные в пользовании справочные системы в области сварки и родственных технологий.

Студенты должны научиться грамотно оформлять текстовую документацию в соответствии с требованиями действующих стандартов, и в процессе решения конкретной задачи углубить и получить новые знания об аппаратных, системных и программных средствах автоматизированного проектирования.

1. Описание объекта проектирования

Задачей данной работы является спроектировать 3D модель малой тяги и по этой модели построить чертеж. Малая тяга состоит из двух деталей сваренных между собой рельефной сваркой. Для решения данной задачи возможно использование САПР. Основными преимуществами при применении САПР являются:

1) Сокращение времени на решении поставленной задачи.

2) Возможность совместной одновременной работы над проектом.

3) Возможность быстрой передачи информации о проекте по LAN, Internet.

2. Выбор и обоснование программного обеспечения для выполнения проектных работ

Любые программные продукты с точки зрения проектировщика по назначению можно условно классифицировать:

1) Универсальные (типа AutoCAD, MathCAD) - для решения широкого круга задач в машиностроении, приборостроении, архитектуре, строительстве и т.д.;

2) Специализированные (типа Electronics Worbench, PCAD, OrCAD применяют только для проектирования электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры, САПР ТП - для решения задач технологическогй подготовки производства, ИНСВАР - для проектирования сварочной технологической оснастки);

3) Утилитарного назначения (языки программирования, программы-конвекторы, просмотрщики и т.п.).

Для выполнения данной работы выбираем следующий программный продукт - SolidWorks 2000/2003. Эта программа относится к универсальным. Критериями её отбора являются:

1) Возможность эффективного решения поставленной задачи;

2) Возможность поддержки форматов внешних стандартных файлов обмена;

3) Возможность разработки приложений для данной системы на языках высокого уровня, т.е. открытость системы;

4) Простота освоения;

5) Высокая степень распространенности.

Так же важным параметром являются системные требования программы. Программа SolidWorks 2000 имеет следующие минимальные системные требования:

1) Процессор Pentium с тактовой частотой 133 ГГц;

2) ОЗУ 32 Мб;

3) Видеокарта 4 Мб;

4) Необходимо 200 Мб свободного места на винчестере.

Программный продукт, который может заменить SolidWorks 2000/2003 является новейшая версия программного пакета трехмерного технического проектирования Autodesk Inventor 7 компании Autodesk, которая существенно облегчает работу конструктора. Из набора функциональных особенностей программы можно выделить следующие:

1) интеграция с AutoCAD 2004 - возможность использования DWG-данных, созданных в программе AutoCAD;

2) DWG-публикации - эффективная функция DWG Publishing обеспечивает высокий стандарт Web-публикаций Autodesk;

3) расширенные возможности для работы с большими сложными узлами - функции, повышающие производительность при работе с крупной сборкой за счет усовершенствованного режима Design View и более эффективного управления памятью;

4) Shape Manager - усовершенствованная утилита для детального описания и редактирования форм;

5) Pack and Go - эта функция повышает эффективность коллективной работы над проектом за счет концентрации на его основной цели;

6) презентация моделей - добавленная по просьбам пользователей функция, которая расширяет возможности создания презентационных файлов;

7) Communication Center - новые утилиты, помогающие получать полезные советы, информацию об обновлениях продукта, сообщения абонентской службы и т.д.;

8) лицензирование с помощью FLEXlm 8.3 - новые утилиты заимствования лицензий и управления ими помогут максимально оправдать затраты на приобретение программы.

3. Выбор и обоснование технических средств для выполнения проектных работ

Для работы над курсовой работой применяют следующие параметры компьютера:

1) Монитор: Samsung 765MB, 0.20, 1024x768@100Hz;

2) Материнская плата: Gigabyte 8PE800, i845PE, ATX, DDR 333, USB 2. 0,6 - ch, UDMA;

3) Процессор: Pentium-4 1800 MHz 512Kb cache Socket 478;

4) ОЗУ: DDR 512 Mb PC 3200;

5) Винчестер: Seagate 120 Gb BARRACUDA 7, RPM 7200;

6) Видеокарта: SPARKLE GF FX 5600 128 Mb 8x DDR, VIVO.

Общая характеристика и особенности функционирования накопителя на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа «Винчестер».

Рисунок 1. Устройство НЖМД типа «Винчестер» (вид со снятым кожухом): 1 - блок магнитных головок; 2 - пакет магнитных дисков; 3 - двигатель и элементы привода шпинделя; 4 - элементы корпуса; 5 - элементы системы позиционирования

Название «Винчестер» произошло от названия проекта фирмы IBM по созданию накопителя с изоляцией в герметизированном модуле поверхности дисков и магнитных головок записи-считывания от влияния внешней среды.

Конструктивно устройство НЖМД (рисунок 1) выполняется в герметизированном закрытом корпусе, состоящем из основания и крышки. Корпус предназначен для защиты магнитных дисков и головок от проникновения внутрь пыли, влаги и других нежелательных воздействий окружающей среды. Поскольку для создания «сверхчистой» среды внутри корпуса обеспечивается фильтрация воздуха до частиц диаметром порядка 0,3 мкм, то вероятность возникновения погрешностей при записи или считывании информации из-за попадания частиц между головкой и носителем сводится к минимуму.

Несколько дисков пакета, называемых иногда тарелками, располагаются параллельно и жестко закрепляются на общей оси шпинделя. Вращение шпинделя осуществляется бесколлекторным электродвигателем постоянного тока, как правило, с сервоуправлением. Последние сами контролируют свою скорость, используя оптические или магнитные сенсоры.

Магнитные головки, объединенные в блок, закреплены на каретке, система перемещения которой обеспечивает позиционирование магнитных головок и приводится в движение двигателем. В качестве двигателя дисковода жесткого диска используется либо шаговый двигатель, либо двигатель с динамическим приводом для позиционирования головок записи-считывания. Привод головок при этом является частью электромеханической системы, включая электрошину, контролирующую движение головок. Двум типам используемых двигателей в НЖМД соответствуют два механизма: ленточный шаговый привод и сервопривод. Шаговый двигатель обеспечивает линейное перемещение головки на фиксированное расстояние (шаг дорожки) при получении каждого импульса системы управления и, базируясь на механической точности, обеспечивает позиционирование головки на нужное место. Обратной связи в системе нет, трудно учесть расширение и сокращение материалов, поэтому возникают ограничения по плотности записи и корректному считыванию информации.

В жестких дисках с динамическим приводом система управления по обратной связи постоянно получает информацию о местоположении головки. Система определяет местоположение головки путем постоянного чтения специальных данных, записанных на определенном участке диска - сервоповерхности. Изменяя специальные данные на сервоповерхности, можно сформировать большее число дорожек на диске. Динамические приводы работают в два-три раза быстрее и имеют большую емкость памяти, чем приводы с шаговым двигателем, но они значительно дороже. Однако если память большой емкости и быстрый доступ к ней является главным требованием к НЖМД, то предпочтительнее динамический привод. Прецизионно выполненные элементы механизмов привода и головки позволяют добиваться высокой плотности записи информации на магнитных дисках.

Запись-считывание информации в НЖМД осуществляется бесконтактным способом, хотя в состоянии покоя магнитные головки имеют непосредственный контакт с дисковыми поверхностями. «Плавующие» магнитные головки с очень малым давлением прижима при вращении пакета дисков приподнимаются за счет потока воздуха над поверхностью носителя и обеспечивает воздушный зазор между головкой и носителем ~0,3…0,5 мкм. Тем самым устраняется возможность сильного износа носителя и поверхности головок из-за трения при записи-считывании и повышается надежность НЖМД. Вместе с тем толчки, пыль, нестабильный воздушный поток (например при включении питания двигателя) могут привести к касанию головок на диск с последующим разрушением его магнитного покрытия.

Жесткий магнитный диск - круглая пластина толщиной 1,5…2 мм. Традиционная технология предусматривает нанесение на обе поверхности диска ферромагнитного (оксид железа) лакового покрытия толщиной 0,5…1,2 мкм. Магнитное покрытие защищается тонким специальным оксидным слоем. Кроме того, специальная смазка предохраняет поверхность диска в случае контакта с магнитной головкой при «подъеме» или «приземлении» последней. Более современной является тонкопленочная технология получения магнитных покрытий на жестких дисках, позволяющая повышать плотность записи и предохранять покрытие от разрушения. Для записи-считывания информации используются все поверхности дисков. При вращении установленной на некотором радиусе головки информация записывается на концентрическую дорожку. Дорожки с одним и тем же радиусом на всех дисках пакета образуют воображаемую поверхность - цилиндр. Цилиндр определяет положение (позицию) всех магнитных головок блока (их рабочие зазоры совпадают с цилиндром) при записи или считывании на той или иной дорожке. Цилиндрам присваиваются номера соответствующих дорожек. Полный адрес сектора в дисковом пакете состоит из трех частей: номера цилиндра, номера магнитной головки и номера сектора на дорожке.

В НЖМД используются форматы данных с определенным фиксированным количеством секторов на одной дорожке и объемом данных в одном секторе. Секторы маркируются магнитным маркером.

Конкретный формат данных определяется внутренней программной конфигурацией ПЭВМ и техническими характеристиками адаптера накопителя. Один из вариантов формата записи в НЖМД описывается ниже. Каждый сектор содержит полеиндентификатор, в котором хранится служебная информация, а также поле данных для записи информации пользователем ПЭВМ.

Начало каждого сектора обозначается адресным маркером, который сформирован так, чтобы в закодированных сигналах записи возникало только уникальное чередование периодов, отсутствующее в обычной закодированной информации. В начале идентификатора и поля данных записывается байты синхронизации, служащие для синхронизации и фазирования схемы выделения данных адаптера НЖМД. Идентификатор сектора содержит адрес диска в пакете, представленный кодами номеров цилиндра, головки и сектора. В НЖМД в идентификатор вводятся байты сравнения и флага. Байт сравнения представляет одинаковое для каждого сектора число, с помощью которого осуществляется правильность считывания идентификатора. Байт флага содержит флаг - указатель состояния дорожки (основная или запасная, исправная или дефектная).

Контрольные байты записываются в поле идентификатора однократно при записи идентификатора сектора, а в поле данных - каждый раз снова при каждой новой записи данных. Характерной особенностью контрольных байтов, используемых в НЖМД, является то, что они служат не только для проверки достоверности считываемой информации, но для коррекции отдельных ошибок считывания. В НЖМД наиболее часто применяются полиномные корректирующие коды; использование конкретных кодов зависит от схемной реализации адаптера НЖМД. Перед использованием НЖМД производится его начальное форматирование - процедура, выполняемая под управлением специальной программы, при работе которой на дисковый пакет записывается служебная информация и проверяется пригодность полей данных.

Между отдельными полями данных в секторе располагаются интервалы 1…5, в которых не записывается полезная информация. Они предназначены в основном для синхронизации электронных процессов записи-считывания и управления с работой электромеханических узлов накопителя (например, учета нестабильности скорости вращения диска, времени перемещения головок и т.п.), а также для разграничения соседних информационных полей.

В результате начального форматирования определяется расположение секторов и устанавливается их логические номера. Для эффективного чтения и записи информации используется расположение дорожек, при котором секторы с последовательными номерами размещаются через N физических секторов друг от друга. Такое расположение, называемое чередованием, позволяет обращаться к последовательным секторам при минимальном количестве оборотов диска и обеспечивать необходимое время на подготовку адаптера к операциям записи-чтения. Кратность расположения секторов задается при форматировании диска и позволяет достигать оптимальной производительности при обмене информацией с дисковой памятью. В современных моделях винчестеров коэффициент чередования составляет 1:1, а их контроллеры считывают с диска за одно его обращение информацию с целой дорожки и затем хранят ее в буферной памяти. При запросе из буферной памяти передается уже информация из требуемых секторов.

Деление дорожки на одинаковое число секторов приводит к тому, что чем ближе дорожка находится к шпинделю двигателя, тем короче сектора. Последние требуют более плотной записи намагниченным переходом в таких секторах. Для создания этих, более мелких, переходов при записи в секторах, расположенных ближе к центру, в магнитной головке используется магнитные поля большей интенсивности (компенсация записи). Число поверхностей жесткого диска (головок), число цилиндров (дорожек) и точка, с которой начинается компенсация записи, являются параметрами диска, необходимыми для настройки контроллера НЖМД.

Ведущими странами в разработке НЖМД являются США и Япония: Seagate Technology, Fujitsu, Sony, Toshiba и др.

7) Принтер Xerox DocuPrint C7.

Технические условия работы принтера:

а) Метод печати:

Бесконтактная струйная печать водостойкими чернилами.

б) Печатные головки:

Черная.

в) Скорость печати:

До 12 страниц в минуту в зависимости от режима печати, прикладной программы и / или компьютера.

г) Подача бумаги:

Автоматически (Автоматический податчик бумаги).

Вручную.

д) Вместимость автоподатчика:

до 50 листов плотностью 80 г./м

4. Разработка модели объекта проектирования, алгоритмов расчета, схем данных

малый тяга программный проектирование

При создании модели и чертежа малой тяги в SolidWorks 2000/2003 необходимо пройти три стадии: деталь, сборка и чертеж.

В первом пункте мы создаем модели деталей 1 и 2 из которых состоит малая тяга. По этапное описание создания модели детали 1:

1) Нажимаем ярлык «Создать» в котором выбираем пункт «Деталь».

2) Для удобства работы выбираем пункт «Масштабная сетка», в которой ставим флажок в пункте «Отобразить масштабную сетку».

3) Затем нажимаем ярлык «Эскиз», после этого появляется две новые панели: «Взаимосвязи эскиза» и «Инструменты эскиза».

4) На панели «Инструменты эскиза» нажимаю ярлык «Линия», с помощью неё вычерчиваю верхнюю часть контура детали 1, произвожу скругления с помощью ярлыка «Скругление» на панели «Инструменты эскиза».

5) После этого для ускорения процесса работы на панели «Инструменты эскиза» выбираем ярлык «Смещение объектов», где предлагается сместить выбранный элемент на какое то расстояние (по умолчанию 10 мм). В этом окне выбираем сместить на 5 мм и нажимаем кнопку «Применить».

6) После чего объединяем две кривые с помощью двух линий выбранных в пункте «Линия».

7) Выделяем построенный контур и на панели «Элементы» нажимаем ярлык «Вытянутая бобышка / основание». В открывшемся окне выбираем вытянуть на 30 мм и нажимаем кнопку ОК. Образуется твердое тело.

8) Затем на панели «Стандартные виды» нажимаем ярлык «Сверху». Теперь на экране монитора деталь расположена, что мы её наблюдаем при виде сверху.

9) Выделяем поверхность детали, которая видна нам при виде сверху. После чего на панели «Эскиз» выбираем ярлык «Эскиз», на появившейся панели «Инструменты эскиза» нажимаем на ярлык «Осевая линия». Строим осевую линию вдоль всей детали.

10) Затем на панели «Инструменты эскиза» выбираем ярлык «Дуга через три точки». Строим дугу с центром на осевой линии и радиусом 15 мм, три точки находятся на краях детали.

11) Выделив построенную дугу, нажимаем ярлык «Вытянутый вырез» на панели «Элементы» и в появившемся окне «Тип» выбираем «Через все», нажимаем кнопку ОК.

12) Теперь нам необходимо построить два выреза в форме окружности на детали. Один вырез в горизонтальной плоскости, другой в вертикальной плоскости. Для построения первого выреза необходимо выделить поверхность, нажать на ярлыке «Эскиз», непроявившейся панели «Инструменты эскиза» выбираем ярлык «Окружность». Центр окружности совпадает с центром постоянной дуги в пункте 10, радиус окружности 6 мм. Выделив построенную окружность нажимаем на ярлык «Вытянутый вырез», в появившимся окне выбираем выдавить на 5 мм. Второй вырез строится аналогично.

13) Сохраняем деталь (по умолчанию под именем «Part 1»). См. рисунок 2.

14) Вторую деталь строим аналогично и сохраняем под именем «Part 2». См. рисунок 3.

15) Открываем сохраненные детали Part1 и Part2, в окне ярлыка «Создать» выбираем ярлык «Сборка». На панели инструментов нажимаем пункт «Окно», в нем выбираем «Отобразить окна сверху вниз».

16) Переносим детали 1 и 2 в окно сборка «Assem 1».

17) Выбираем на панели «Сборка» ярлык «Переместить». Расположив детали друг под другом, выбираем ярлык «Условия сопряжения» или «Авто-сопряжение». См. рисунок 4.

18) Потом нажимаем ярлык «Создать» и выбираем ярлык «Чертеж». В окно «Чертеж» переносим сборку «Assem 1». В окне «Чертеж» появляется три вида детали.

19) Затем нам нужно проставить размеры, что делаем с помощью ярлыка.

Заключение

Задача, поставленная в начале курсовой работы, была успешно решена. Программа SolidWorks 2000/2003 продемонстрировала свои возможности. Что произошло благодаря применению высокопроизводительных технических средств и уму разработавшего эту курсовую работу.

Список источников

1 Системы автоматизированного проектирования в 9-ти кн. Учеб. пособие/ Под ред. И.П. Норенцова.-М. Высшая школа. 1986.

2 Петренко А.И. Основы автоматизации проектирования.-Киев: Техника, 1983. - 295 с.

3 Русак И.М., Луговский В.П. Технические средства ПЭВМ. Мн. Высшэйшая школа, 1996.

Размещено на Allbest.ru