Budapesti Műszaki Főiskola Neumann János Informatikai Főiskolai Kar A Műszaki Tervezés Rendszerei 2000/2001 tanév, I. félév 5. előadás Alkatrészek, szerelési egységek és mechanizmusok modelljei Dr. Horváth László

Tartalom Geometriai és technikai modellezés Alkalmazás-orientált modellek. Alkatrészmodellek építése az elemkombináció és az alakmódosítás módszerével. Alaksajátosságokból felépített alkatrészmodell. Lemezalkatrészek modellje. Szerelési egységek modellje. Mechanizmus modellje. Mechanizmus modelljének szimulációja.

Geometriai és technikai modellezés Mechanikai rendszerek modellezése a modell alkalmazási területének beszükülése mellett lehetséges csak alakmodellekkel vagy csak technikai modellekkel, alakmodell nélkül is. A mechanikai tervezés modellezési módszerei: alaksajátosságok, alkatrészek, szerelési egységek, mechanizmusok és tûrések leírása. A modelleket szabványok, rendeletek és helyi szabályzatok elõírásai, vagy tervezõi döntés alapján elsõsorban szimulációs módszerekkel elemzik.

Alkalmazás-orientált modellek Az alkalmazást itt a modellezésre értjük. A modelleket az alkalmazás figyelembe vételével tervezik. A modell-entitások az adott alkalmazásnál értelmezhetõk. A termékmodell koncepció eleve az alkalmazást. A gyakorlat mutatott rá. A tengely például egy épületbe szerelt felvonónak vagy egy hajó hajtómûvének az alkatrésze? A különbség: eltérõ üzemi feltételek, igények, szabványok és más elõírások. Az alkalmazás az alkatrész típusához kapcsolódik, vagy azt az a termék határozza meg, amelybe az alkatrész beépül.

Alkatrészmodellek építése az elemkombináció és az alakmódosítás módszerével

Alaksajátosságokból felépített alkatrészmodell Alap sajátosság (basic shape, base feature) módosítása a modell alkalmazása szerint kiválasztott alaksajátosságokkal (form features). Az alkatrész modelljének alkotóelemei általános, nem-geometriai információk (megnevezés, azonosító, verziószám, anyagminőség, stb.), alakleírás, ebben topológiai és geometriai entitások, alaksajátosság entitások (típus, attribútumok és hivatkozás az alakleírásra) Alaksajátosság elhelyezése az alkatrész modelljében Szerkesztés lapon, élen (Sketch In Place). Topológiai laphoz tartozó felület vagy a módosítandó alakon kívül elhelyezkedő szerkesztési sík.

Alaksajátosságok Típusával meghatározott: téglatest, a henger, a gömb, a kúp és a tórusz. Zárt kontúrból, meghatározott törvényszerűség szerint származtatott: hasáb (extrudált alak), forgástest, píramid, csõ, pásztázott test, megadott keresztmetszeteken átmenő test. Borda Térfogat transzformálása a módosítandó tömör testbe. Alakmódosítás felületmodellel Felület felhasználása alaksajátosság létrehozására. Közvetlen alakmódosítás. Felület elhelyezése a módosítandó testen, végleges pozíciójában (sewing - varrás). Vékony fal vagy héj: a testet kijelölt lapokon felnyitják. Átmeneti sajátosságok: lekerekítés és élletörés. Falferdeség. Minták kiválasztott alaksajátosságból

Modellezés alaksajátosságokkal

Alaksajátoság modellek módosítása

Lemezalkatrészek modellje. Tábla-alakú lemezanyagból, hajlítással és kivágással. A hajlítások miatt a modell sajátos információkat tartalmaz. A modellépítés folyamata eltér más alkatrészek modelljeinek az építésétõl. A tervezőrendszerekben kifejezetten erre a célra szolgáló modulok. A lemezalkatrész modelljét lapokból építik fel. A lapok között a hajlítás vonalát, rádiuszát és szögét adják meg. Teríték elhelyezése a táblán: a kivágás után minél kevesebb hulladék. Beburkolt alkatrész valamely lapjaihoz illeszkedõ lapok: alkatrészmodellről másolva. A geometriai modellrõl méreteket és kötöttségeket lehet a lemezalkatrészre átvinni. Ezzel tervezői munkát takarítanak meg, és elkerülik a téves méretdefiníciókat. Módosításainak kötöttségeken keresztül történő automatikus átvezetése. Lemezalkatrész alaksajátosságok, mint például kivágások, peremes furatok, erõsítõ bordák helyezhetők el.

Lemezalkatrészek

Lemezalkatrész modellek építése

Lemezalkatrész tervezése lapokból és profilt leíró vonalláncból

Szerelési egységek modellje A termék alkatrészekbõl és szerelési egységekből (részegységekből) való felépülésének struktúráját, az egyes alkatrészek kapcsolódását és kölcsönös helyzetét meghatározó összefüggéseket, valamint az alkatrészek összekapcsolásának a módját írja le. A szerelési egység modelleket elsõsorban  a beépülõ alkatrészek modelljeinek kidolgozásához,  mechanizmus tervezéséhez, összeállítási rajzok kidolgozásához,  ütközésvizsgálatokhoz,  tömeggel kapcsolatos jellemzők meghatározásához,  szerelési technológia tervezéséhez,  anyagszükséglet tervezéséhez (MRP -Materials Requirement Planning)  animációhoz és  megjelenítéshez alkalmazzák.

Szerelési struktúra leírás

Relációk alkatrészek között

Relációk definiálása alkatrészek között

Kinematika leírása Mechanizmus modellje: Alkatrészmodellek, Szerelési egység modell és Kinematikai modell. Dinamikai vizsgálatokhoz leírják a mechanikai rendszer dinamikai jellemzőit is. A működéssel szemben támasztott igények által meghatározott mozgások. Igénybevételek mozgások hatására. Az alkatrész mozgását más alkatrészekkel kialakított kapcsolatai korlátozzák. Két alkatrész relatív elmozdulási lehetősége az alkatrészek összeszerelése után megmaradt szabadságfokokkal fejezhető ki. A teljes mechanizmus elmozdulási lehetősége az alkatrészpárok relatív elmozdulási lehetőségeinek eredõje. Az egyes kapcsolatokon érvényes szabadságfokok együttes vizsgálatával meghatározható a mechanizmus működésképessége és mozgásának lehetősége.

Mechanizmus modellje Alkatrészek: rudak, ezeket merev testeknek tekintik. Csukló A rudak egymáshoz képest való elmozdulásának lehetõségét a írja le. Csukló információ: a kapcsolatba hozott alkatrészek egymáshoz képest milyen irányokban és milyen mértékben képesek elmozdulni. Hat szabadságfok: három egyenesvonalú elmozdulás (transzláció) és három tengely körüli elfordulás (rotáció) Automatikus meghatározás relációk alapján. Speciális csuklók Az egyik alkatrész valamely pontjának a másik alkatrészen definiált görbe vagy felület mentén való elmozdulása. Csúszó vagy gördülõ mozgás. Rúgók és Csillapító elemek. Gravitáció és súrlódás hatása. Merev, elmozdulást egyáltalán lehetõvé nem tevõ kapcsolat. A helyben maradó, rögzített elem, a váz. Rudak és csuklók zárt vagy nyitott láncolata: a mechanizmus struktúrája. Terhelések és bemenõ mozgások.

Példa mechanizmus modelljére

Mechanizmus modelljének szimulációja