Koncepční návrh mechanismů s kuželovým ozubením

Autodesk Inventor poskytuje vysokou integraci nástrojů pro rutinní řešení úkolů tvorby technického návrhu. Nejenže je zcela obrácen postup tvorby dokumentace „od reálného výrobku k výkresům“, ale stále více je respektováno intuitivní myšlení technika v úzké návaznosti na jeho prostorovou představivost a technickou vizi. V dnešním článku se podíváme na problematiku funkčního návrhu konstrukčních uzlů s kuželovým ozubením. Tato úloha patří při použití klasických parametrických postupů k těm obtížnějším. Efektivní aplikací postupu funkčního navrhování a specializovaných generátorů můžeme celý proces výrazně urychlit.

Pracujeme s generátorem kuželového ozubení

Tvorba generovaných součástí je v Autodesk Inventoru zajištěna pomocí jednoúčelových generátorů součástí a konstrukčních uzlů. Velkou výhodou generátorů je jejich vysoká spolehlivost a dodržování modelovacích pravidel. Všechny generované konstrukční prvky jsou vytvářeny na základě jediného algoritmu, který je zárukou sjednocení přístupů, hladin a použitých příkazů. Generované součásti jsou daleko přijatelnější například pro rozvoj týmové práce na projektu a mezifiremní kooperaci. Dodržování modelářských zásad a pravidel je tak daleko snazší a může akcelerovat případné řešení nejasností.

Praktickou radou na začátek je nutnost zcela jasného nastavení struktury projektových složek a normalizovaných součástí. Vyhnete se tak nepříjemným problémů se ztrátou generovaných součásti v uživatelských profilech.

Dialogový panel CAE generátoru kuželového ozubení

Definiční a informační prvky nástroje jsou rozděleny do několika samostatných částí podle jejich významu a použití:

Návrh geometrie – zahrnuje definici vstupních parametrů geometrie navrhované součásti a jednotlivé editory prvků. Vlastní nástroj je řešen v závislosti na jeho určení buď pomocí samostatného dialogového panelu, nebo přímým generováním geometrie v editoru Autodesk Inventoru.

Výpočet řešení – analytický dialogový panel pro verifikaci navrhované geometrie z hlediska fyzikálních vlastností. Zahrnuje základní výpočtové algoritmy pro okamžitou analýzu geometrie pomocí odpovídajících rovnic a vzorců.

Grafy – dialogový panel zobrazující průběžné grafy generované na základě vstupních parametrů. Nástroj přebírá výsledky z výpočtu řešení a zobrazuje je v přehledném grafickém uspořádání.

Návrh geometrie polotovaru kuželového ozubení před modifikací

Autodesk Inventor používá při generování součástí standardních nástrojů, které vytváří požadovanou geometrii detailně popsanou v prohlížeči součástí. Aplikace při tom dodržuje úroveň plné parametrizace konstrukčních uzlů a tím možnost její uživatelské editovatelnosti. Dodržováno je také pořadí generování konstrukčních prvků od náčrtových k předdefinovaným. Při vytváření součástí pomocí generátorů doporučuji vždy napřed součást vygenerovat bez složité laborace s parametry a pak ji dodatečně modifikovat pomocí dialogového panelu. Postup je díky on-line náhledu výrazně jednodušší a dá se naučit prakticky během několika minut. Ušetříte si navíc případné kolize v počátečním nastavení definice ozubení.

Základem tvorby převodového soukolí, je ve své podstatě, funkční návrh tvořený soustavou jednotlivých převodových kol, který je analyzován pomocí CAE nástrojů, případně FEM metod. Již v procesu návrhu nepracujeme pouze s ne příliš průhlednou soustavou rovnic a vzorců, často pouze opisovaných z tabulek, ale vytváříme na základě matematických vztahů přímo reálný model převodového soukolí odpovídající digitální podobě budoucího konstrukčního uzlu.

Modifikované hnané kolo

Velkou výhodou oborově optimalizovaných nástrojů je především jejich úzká integrace s automatizací konstrukčních úloh. Tyto problémy nejen, že vyžadují od konstruktéra realizaci řady konstrukčních výpočtů, ale navíc i poměrně složitou tvorbu geometrie. Příkladem může být právě kuželové ozubení, jehož tvorba je časově i metodicky poměrně náročnou operací. V našem případě je ozubené kolo vytvořeno pouze jako polotovar ozubení. Ten může být dále modifikován standardní sadou příkazů Autodesk Inventoru. 
Finální podsestava včetně normalizovaných dílů hnacího kola

Autodesk Inventor jde v oblasti rutinních nástrojů za hranici normalizovaných součástí. Postupně v jednotlivých verzích rozšiřuje nabídku generátorů konstrukčních uzlů o nové funkčnosti. Jednotlivé nástroje integrují v jednom celku jak nutné teoretické zázemí definované pomocí výpočtových algoritmů, tak generátor vytvořené geometrie.

Související články: