Kinematická studie pomocí kombinace 2D a 3D geometrie

Adaptivní modelování je revoluční v řadě směrů. O možnosti „plastické deformace modelů součástí“ jsme již psali několikrát. V dnešním článku se podíváme na další zajímavou funkčnost, kterou oceníme především ve fázi návrhu mechanismů. Jedná se o možnost kombinace 2D náčrtů, které simulují budoucí geometrii 3D součástí a slouží prakticky je pro definici stěžejních vazeb. Náš příklad začneme jako vždy vytvořením jednoduchého modelu součásti čepu s úchytkou.

Obrázek č. 1, Čep s úchytkou vytvořený jako samostatná součást

Samostatnou součást můžeme vytvořit také přímo v sestavě, ale pro zjednodušení tohoto příkladu ji vytvořte samostatně a uložte na disk.

V dalším kroku vytvoříme v sestavě pouze náčrt geometrie druhé součásti, jedná se o jednoduchou páku, která je nahrazena pouze svým nárysem. U těchto studií mějte vždy na paměti, že náčrty musí být plně geometricky určeny, jinak se objekty geometricky rozpadnou na segmenty.

Obrázek č. 2, Náčrt páky se dvěma středy

Pokud páku uložíte, získáte tak samostatnou součást, kterou je možné opětovně vložit jako druhý díl a vytvořit sestavu, která není definována pomocí 3D geometrie, ale pouze jako kombinace 2D náčrtů.

Obrázek č. 3, Dvě samostatné součásti prezentované jako náčrty

Stěžejní je pro zdárný průběh celé úlohy správné definování 3D vazeb. Je nutné si uvědomit, že vazba bod na bod sice spojuje objekty v uzlovém bodě, ale dovoluje prakticky neomezenou rotaci v prostoru. Tento pohyb musí být zafixován přidáním vazby roviny náčrtu vůči rovině globální.

Obrázek č. 4, Vazba bod na bod, ta ovšem nestačí

Vazby globální roviny a náčrtových definujeme vždy na úrovni vazbeného náčrtu a základního dílu, který e fixován (ikona připínáčku). Jedině tak se vyvarujete problémů s zacyklením vazem, které na úrovni 2D náčrtů hrozí více než na úrovni 3D součástí.

Obrázek č. 5, Vazba roviny náčrtu vůči rovině globální

Nyní můžeme přistoupit k dalšímu kroku řešení, který je v Autodesk Inventoru opravdovou lahůdkou. Do sestavy tvořené pouze 2D náčrty zamícháme 3D součásti. V podstatě vkládáme 3D modely čepů do sestavy a definujeme jejich vzájemné vazby s náčrty. Zde existuje opět jedna důležitá poznámka a tou je definice nejen vazby hrany 3D součásti vůči hraně náčrtu, ale také definice vazby 3D součásti vůči globální rovině, která zamezí otáčení součásti kolem geometrie náčrtu.

Obrázek č. 6, Definice první vazby, hrana na hranu

Správná definice 3D vazeb je kritická, z tohoto důvodu doporučuji vždy náčrt a vazby analyzovat pomocí běženého popotažení příslušné součásti. Tím velmi rychle odhalíte případné problémy.

Obrázek č. 7, Konstrukce táhla, opět pouze na úrovni náčrtu

V posledním kroku navrhneme na úrovni samostatné součásti náčrt táhla, které bude rotačně přichyceno k základnímu čepu a pomocí tečné vazby se bude pohybovat po druhém, volném čepu.

Nyní již můžeme mechanismus vyzkoušet a analyzovat případné mezní hodnoty, potřebné polohy případně modifikovat geometrii prvotního návrhu.

Obrázek č. 8, Výsledná studie mechanismu