Navrhujeme ozubení pomocí funkčního designu

Ozubený převod patří k základním konstrukčním prvkům ve strojírenských řešeních. Prakticky se ovšem jedná o konstrukční problém, který patří jak ze strany výpočtu, tak kreslení k těm složitějším. Ať již se jedná o tvorbu výpočtů, korekce, případně definice mechanických vlastností ozubení jedná se vždy o náročnější a poměrně časově náročnou úlohu.

Autodesk Inventor ve své koncepci funkčního navrhování nabízí ve svých novějších verzích pro tvorbu ozubení různých typů několik velmi užitečných pomůcek. Tyto vychází z principů a koncepce tvorby konstrukčních uzlů pomocí technických kalkulátorů spojených s výrazným objemem CAE výpočtů a generátorů součástí. Prostorový model je opět nejen zdrojem geometrických informací, ale ve spojení s materiálovými charakteristikami a fyzikálními vlastnostmi může sloužit jako vstupní informace pro řadu výpočtů a analýz.

  Nástroje pro návrh ozubení pracují na úrovni sestavy

Tvorba ozubení v Autodesk Inventoru je řešena na úrovni sestav. Již v počátku řešení se musíte rozhodnout, kterou z možností generování ozubení použijete a kolik objektů budete chtít zobrazit v sestavě. Prakticky se jedná o možnost zobrazení obou zabírajících součástí, jedné, nebo žádné. Vždy je generován pouze polotovar ozubení, který je možné dále zpracovávat.

Veškeré údaje o ozubení se zapisují do přehledného dialogového panelu konstrukčního generátoru. Ten obsahuje všechny potřebné hodnoty pro vyřešení geometrie ozubení, včetně automatického výpočtu základních rozměrových charakteristik a převodového poměru.

  Definice vstupních hodnot nástroje pro návrh čelního ozubení

Součásti ozubení jsou generovány jako samostatné objekty v prohlížeči součástí včetně detailního popisu všech konstrukčních prvků použitých pro jejich vytvoření. Lze tedy modifikovat nejen vstupní parametry součástí, ale také jejich primární komponenty. Příkladem může být například modifikace základních tvořících křivek ozubení. Výhodou tohoto přístupu je maximální flexibilita řešení a možnost jeho využití prakticky pro řešení libovolného konstrukčního problému. Veškeré prvky jsou samozřejmě parametrické a plným popisem geometrie rozměrovými parametry a vazbami.

  Vytvoření polotovaru soukolí na úrovni sestavy

Finálně vygenerované ozubení je základem pohybového uzlu. Doporučuji jej proto generovat vždy v ranné fázi návrhu tak, aby jej bylo možné dále použít pro konstrukci sousedících součástí a především pro dokončení výsledného tvaru ozubených kol. Pro modifikaci jednotlivých kol může být využito jak průběžně zpracovávaných náčrtů, tak samostatně generovaných konstrukčních prvků.

Veškerou geometrii polotovaru ozubení je možné modifikovat a současně využít jako referenční geometrii. Častým problémem bývá při konstrukci pastorku a spoluzabírajícího ozubeného kola definice jejich vzájemné polohy. Tento problém lze samozřejmě řešit tradičním přidáním pracovních rovin a zajištěním jejich vzájemné polohy úhlovými vazbami.

Při modifikacích ozubení a konstrukci geometrie ozubeného kola vždy dbejte na vytvoření plně parametrických objektů. Ušetříte si tak případné nejasnosti v dodatečných modifikacích součástí, podsestav, případně sestav.

  Dokončení kola na úrovni součásti

Komponenty sestavy generovaných ozubených kol tvoří základ složitějších převodových soukolí. Lze libovolně kombinovat jednotlivé typy kol a převodů bez ohledu na primární typ a tvar soukolí. Může tak být vytvořena buď soustava s jednoduchým čelním ozubením, stejně dobře jako složitější převodovka obsahující různá soukolí s různými typy kol. Každý z typu kol může být vytvořen jak přímo v sestavě, tak přeuložením ze samostatně vygenerovaného konstrukčního uzlu.

  Doplnění sestavy o normalizované díly

Při vhodném použití vazeb a jejich korektním umístění může být pro analýzu pohybu převodů použito také výkonných prostředků dynamické simulace nad rámec běžných výpočtů poskytnutých uživatelům v dialogovém panelu generátoru převodů.

Při konstrukci převodového soukolí můžete s výhodou využívat všech dalších rozšiřujících funkčností Autodesk Inventoru. Využití zde najde především databáze normalizovaných součástí a standardů zahrnující jak ložiska, pojistné matice, kroužky a celou řadu jiných komponent. Stejně dobře můžete využít databázi standardizovaných konstrukčních prvků.

  Finální ozubení řešené pomocí funkčního navrhování