По варианту задания параметры зубчатого колеса имеют следующие значения:

- модуль зубчатого колеса (m) = 0,8;

- число зубьев зубчатого колеса (Z) = 76.

Исходя из этих значений, диаметр делительной окружности зубчатого венца зубчатого колеса:

Диаметр окружности выступов (диаметр заготовки зубчатого колеса):

Диаметр окружности впадин зубчатого венца:

1.3 Построение сборочного чертежа

Система AutoCAD предназначена в первую очередь для двумерного рисования и выпуска с ее помощью проектной документации самых различных отраслей знаний. Она создана для интерактивной работы с пользователем. Весь диалог с системой идет на внутреннем языке команд. Каждая команда соответствует одной или нескольким операциям над рисунком. Как правило, команды имеют не единственный вариант работы, а выбор конкретного варианта определяется системой в зависимости от ответов и действий пользователя.

При создании сложных чертежей возникает необходимость присвоения имен отдельным объектам или множествам объектов, чтобы ими можно было удобнее оперировать в дальнейшей работе. Данной цели служит свойство - слой, который обладает возможностью замораживания (выключения), когда ряд второстепенных в данный момент объектов можно, не удаляя, сделать невидимыми, что позволит успешнее работать с главными объектами.

В системе предусмотрен инструмент для создания слоев, которые хранятся в специальной внутренней таблице. Слой может быть пустым (не содержащим объектов или содержать какие-то примитивы рисунка). Любой графический объект имеет слой только один.

Основной командой работы со слоями является команда LAYER, которой соответствую на панели Layers и пункт меню Format | Layers.

В данной работе мы создадим несколько слоев и зададим разные цвета для большей наглядности.

Основным средством рисования в нашей работе будет полилиния - составной примитив из одного или нескольких связанных между собой прямолинейных и дуговых сегментов. Полигиния обрабатывается как единое целое.

Для рисования полилинии служит команда PLINE, которая, помимо ввода с клавиатуры, может быть вызвана с помощью кнопки пульта управления и панели инструментов Draw или пункта меню Draw | Polyline.

Первый запрос системы при выполнении команды:

Specify start point:

Нужно указать начальную точку полилинии. Следующий запрос более сложный:

Current line-width is 0.0000

Specify next point or [Arc/Half width/Length/Undo/Width]:

Полигиния - один из немногих объектов, которые могут иметь ненулевую ширину. Ширина предыдущей полилинии запоминается и предлагается в качестве ширины по умолчанию для следующей. Об этом AutoCAD информирует вас сообщением:

Current line-width is.

Если в этот момент указать точку, она станет второй точкой линии. Система AutoCAD снова повторяет предыдущий запрос, но к нему добавляется опция Close:

Specify next point or [Arc/Close/Halfwidtli/Length/Undo/Width]:

Таким образом, можно последовательно указать несколько точек, которые стану вершинами ломаной линии (полилинии, состоящей из одних прямолинейных сегментов). Кроме указания точек, можно выбрать следующие опции:

- Arc - переход в режим рисования дуговых сегментов полилинии;

- Close - добавление еще одного прямолинейного участка, замыкающего полилинию (одновременно команда PLINE завершается);

- Halfwidth - задание ширины, но в терминах полуширины (например, требуемая полная ширина линии 10 задается полушириной 5);

- Length - построение сегмента, являющегося продолжением предыдущего участка с заданной длиной, при этом длину можно задать числом или точкой;

- Undo - отмена последней операции в команде PLINE;

- Width - задание ширины очередного сегмента полилинии (причем ширина в начале участка может не совпадать с шириной в конце участка), которая распределяется поровну по обе стороны от оси полилинии, на которой лежат вершины (точки) полилинии.

В случае перехода в режим рисования дуг (опция Arc) AutoCAD предлагает следующий выбор:

Specify endpoint of arc or

[Angle/Center/Close/Direction/Halfwidth/Line/Radius/Secondpt/Undo/Width]:

В этот момент после указания конечной точки дуги система AutoCAD строит дуговой сегмент, касающийся предыдущего участка полилинии. Опции же относятся к возможному заданию:

- Angle - величины центрального угла для дугового сегмента;

- Center - центра для дугового сегмента;

- Close - замыкания полилинии с помощью дугового сегмента;

- Direction - направления касательной для построения дугового сегмента;

- Halfwidth - полуширины для следующего сегмента;

- Line - режима рисования прямолинейных сегментов;

- Radius - радиуса для дугового сегмента;

- Second pt - второй точки для построения дугового сегмента по трем точкам;

- Undo - отката в построении внутри команды PLINE;

- Width - задание ширины для следующего сегмента.

Способы построения дуговых сегментов аналогичны способам построения дуг команды ARC. В любой момент можно из режима рисования прямолинейных сегментов перейти в режим рисования дуговых сегментов и наоборот. Также в любой момент можно задать новую ширину или полуширину для следующего сегмента полилинии.

Команда TRIM, позволяющая обрезать объект (объекты) с помощью пересекающих его (их) других объектов или удлинить его (их) до нужного объекта. Команду можно также вызвать из падающего меню Modify с помощью пункта Trim.

Первый запрос команды:

Current settings: Projection = UCS, Edge = None

Select cutting edges.

Select objects or <select alt>:

В первой строке этого сообщения показаны текущие установки команды, которые при необходимости могут быть изменены.

Команда BREAK предназначена для разрыва объекта в двух указываемых точках. Команду можно вызвать из выпадающего меню Modify с помощью пункта Break. Кроме того, в пульте управления панели инструментов Modify ей соответствуют две кнопки

Первы й запрос команды:

Select object:

Необходимо указать объект, причем, по умолчанию точка будет указана точкой первой разрыва. Далее:

Specify second breakpoint or /First point]:

Необходимо указать вторую точку разрыва.

Команда FILLET сопрягает объекты (например, отрезки, дуги и окружности) дугой заданного радиуса. Ей соответствуют кнопка на панели пульта управления Modify и пункт Fillet падающего меню Modify. Команда по своим режимам аналогична команде CHAMFER.

Первое сообщение, выдаваемое командой, содержит информацию о текущих настройках и запрос первого объекта:

Current settings: Mode = TRIM, Radius = 0.0000

Select first object or [Undo/Polyline/Radius/Trim/Multiple]:

Опция Radius после выдачи соответствующего запроса дает возможность зменить текущее значение радиуса сопряжения:

Specify fillet radius <0.0000>:

Операция нанесения размеров, допусков и выносных линий (выносок) выполняются с помощью команд, которым соответствуют пункты падающего меню Dimension (Размеры) и кнопки панели инструментов Dimension.

По умолчанию AutoCAD все размеры создают ассоциативными, т.е. зависимыми от объектов к которым данные размеры привязаны. Это означает, что при редактировании основного объекта будут автоматически изменяться и все связанные с ним размеры.

Первая команда - DIMLINEAR - предназначена для установки линейных размеров. Первый запрос команды DIMLINEAR:

Specify first extension line origin or <select object>:

Далее необходимо указать с помощью временной или постоянной объектной привязки точку, тогда ответом системы AutoCAD будет:

Specify second extension line origin:

Необходимо указать с помощью объектной привязки следующую точку. Затем система AutoCAD запрашивает, куда поместить размерную линию:

Specify dimension line location or

[Mtext/Text/Angle/Horizontal/Vertical/Rotated]:

По указанным на объекте точкам AutoCAD определяет, какой тип размера (горизонтальный, вертикальный) вы хотите построить. Если вы с этим согласны, то остается лишь щелчком мыши указать точку, определяющую уровень, на котором будет расположен размер.

Система выводит в командную строку размерный текст:

Dimension text = 86.46

Построенный размер является единым объектом (примитивом DIMENSION. В случае выбора его мышью он высвечивается весь целиком.

DIMDIAMETER предназначена для нанесения диаметра. Ей соответствует кнопка на панели инструментов Dimension и пункт Diameter падающего меню Dimension. При простановке диаметра внутри окружности с обычными настройками, он будет нанесен системой аналогично радиусу на дуге. Если необходимо, чтобы диаметр был проставлен не с одной стрелкой, а с двумя, то следует предварительно изменить значение системной переменной DIMATFIT.

Для корректировки значения системной переменной необходимо ввести в командной строке DIMATFIT и нажать клавишу <Enter>. Появится запрос:

Enter new value for DIM A TFIT <3>:

Необходимо задать новое значение и выполнить простановку диаметра внутри окружности.

Команда TEXT, создающая простые надписи, помимо клавиатуры, может быть вызвана кнопкой панели инструментов Text, а также из выпадающего меню Draw, где есть пункт Text | Single Line Text.

После запуска команды сначала выдается сообщение о текущем стиле, которым предлагается написать текст:

Current text style: "Standard" Text height: 2.5000

Понятие стиля включает в себя имя шрифта и ряд особенностей его использования (наклон букв относительно вертикали, наличие эффекта переворачивания и др.). Система AutoCAD запоминает высоту предыдущей надписи и предлагает ее в качестве значения по умолчанию.

Построение надписи начинается с ответа на запрос:

Specify start point of text or [Justify/Style]:

Здесь можно указать начальную точку текста (это левая точка базовой линии надписи) или выбрать одну из опций:

- Justify - выравнивание;

Следующим пунктом задания курсовой работы является построение изображения левой крышки подшипника по рабочему чертежу (), который был построен в AutoCAD, исходя из вышеизложенных правил.

Для построения однотипных объектов в AutoCAD предусмотрена интеграция языка программирования LISP. Система AutoLISP позволяет писать сценарии, по которым будет выполняться построение объектов. В падающем меню Tools выберем подменю AutoLISP и строчку Visual LISP Editor.

Перед нами появится окно редактирования AutoLISP. При создании нового документа появится пустое окно, в котором и будет происходить написание или редактирование сценария. Рассмотрим работу AutoLISP на примере уже созданной программы Cover_L. lsp, которая полностью приведена в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

Все функции будут заключены в круглые скобки и начинаться с зарезервированного слова defun (defined function - определение функции), далее идет название функции. Первая использованная нами функция indat приведена ниже:

(defun indat ()

(SETQ

P0 (GETPOINT "\n Введите базовую точку Р0 >: ")

D1 (GETREAL "\n Введите диаметр посадочного отверстия D1 >: ")

D2 (GETREAL "\n Введите диаметр валика D2 >: ")

D3 (GETREAL "\n Введите диаметр выступа D3 >: ")

D4 (GETREAL "\n Введите диаметр внутреннего отверстия D4 >: ")

L1 (GETREAL "\n Введите длину крышки L1 >: ")

L2 (GETREAL "\n Введите высоту внутреннего отверстия L2 >: ")

L3 (GETREAL "\n Введите ширину буртика L3 >: ")

)

)

Для работы с данными и их параметрами используется стандартная подпрограмма setq. Строка (SETQ P0 (GETPOINT "\n Введите базовую точку Р0 >: ") будет выполнена следующим образом. В командной строке выведется строка с запросом "Введите первую точку Р0:", при указании точки ее координаты будут сохранены в памяти под названием Р0. Следующая строка присваивает переменной D1 численное значение, введенное с клавиатуры и т.д., после чего идет закрытие функций круглыми скобками.

Построение крышки подшипника будет выполняться с помощью примитива полилиния. Для этого нам надо знать координаты всех точек, их нахождение будет выполнено в функции par:

(defun par ()

(SETQ

PI2 (/ PI 2)

P01 (POLAR P0 0.0 L1)

P1 (POlAR P0 PI2 (/ D1 2))

P2 (POlAR P0 PI2 (/ D2 2))

P3 (POlAR P2 0.0 L3)

P4 (POlAR P3 ( - PI2) (/ ( - D2 D3) 2))

P5 (POlAR P4 0.0 ( - L1 L3))

P6 (POLAR P5 ( - PI2) (/ ( - D3 D4) 2))

P7 (POLAR P6 PI L2)

P8 (POlAR P7 ( - PI2) (/ ( - D4 D1) 2))

)

)

Следующая точка P1 будет рассчитана посредством команды P1 (POlAR P0 PI2 (/ D1 2)), что означает: P1 - следующая точка; polar - полярная система координат; Р0 - точка относительно которой будет происходить расчет; PI - направление, которое задается углом.

Само построение крышки выполняется в функции grq ():

(defun grq ()

(command "PLINE" P1 "W" "0.5" "" P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 "c"

"MIRROR" P1 "" P0 P01 ""

"PLINE" P1 (POLAR P1 ( - PI2) D1)""

"PLINE" P8 (POLAR P8 ( - PI2) D1)""

"PLINE" P6 (POLAR P6 ( - PI2) D4)""

"HATCH" "U" "45" "2" "N" P2 (POLAR P2 ( - PI2) D2)""

"LINETYPE" "S" "CENTER" ""

"LINE" (POLAR P0 PI 3) (POLAR P01 0.0 3)""

"LINETYPE" "S" "CONTINUOUS" ""

)

)

Слово command обозначает, что следующая функция будет выполнена как в системе AutoCAD: выбор полилинии, указание координат первой точки, переход в параметры толщины линии и назначение начала линии толщиной в 0,5. Пустые кавычки обозначают, что и конец линии будет толщиной 0,5. Далее выполняется построение полилинии по указанным координатам точек P1, P2, P3 и т.д., "c" - замкнуть полилинию, провести прямую от последней точки к первой, и выйти из редактирования полилинии. Вторая строка осуществляет зркальное отображение построенной полилинии относительно осевой линии PO P01. Следующие 3 строки программы предназначены для построения недостающих на чертеже линий. С помощью следующей строки выполняется штриховка с соответствующими параметрами. Последняя строка проводит дополнительную линию.

Простановка размеров производится в функции dimv ():

(defun dimv ()

(SETQ

P11 (POLAR P1 ( - PI2) D1)

P12 (POLAR P2 ( - PI2) D2)

P15 (POLAR P5 ( - PI2) D3)

P16 (POLAR P6 ( - PI2) D4)

PD1 (POLAR P1 PI 10)

PD2 (POLAR P1 PI 20)

PD3 (POLAR P5 0.0 20)

PD4 (POLAR P6 0.0 10)

PL1 (POLAR P1 PI2 45)

PL2 (POLAR P8 ( - PI2) 70)

PL3 (POLAR P3 PI2 5)

)

(COMMAND

"DIMDEC" 0

"DIMASZ" 2

"DIMTXT" 3

"DIMTVP" 1.5

"DIMTIH" "OFF"

"DIMTOH" "OFF"

"DIM"

"VER" P1 P11 PD1 "%%c <>"

"VER" P2 P12 PD2 "%%c <>"

"VER" P5 P15 PD3 "%%c <>"

"VER" P6 P16 PD4 "%%c <>"

"HOR" P1 P6 PL1 "<>"

"HOR" P8 P6 PL2 "<>"

"HOR" P1 P3 PL3 "<>"

"EXIT"

)

)

С помощью уже описанной выше функции setq присваиваем переменным значения расстояний, на которых будут расставлены наши размеры. Далее идет назначение параметров, в соответствии с которыми следует выполнить простановку размеров. Команда dim обозначает начало построения, далее требуется обозначить, какой размер будет построен горизонтальный и вертикальный (hor или ver). Рассмотрим строчку "VER" P1 P11 PD1 "%%c <>". Она построит вертикальный размер (ver) от точки P1 до P11, на расстоянии PD1 от линии, размер которой мы хотим построить, и размер будет иметь значок диаметра (%%с). "EXIT" обозначает выход из построения размеров.

Главная функция sq которая и будет выполнять все вышеперечисленные функции описывается следующим образом:

(defun c: sq ()

(indat)

(par)

(grq)

(dimv)

)

В ней идет перечисление всех функций в том порядке, в котором они должны выполниться.

Теперь в AutoCAD надо загрузить сохраненный сценарий AutoLISP и запустить его в командной строке командой sq. Далее отвечаем на запросы и получаем построенную крышку. Пример построения крышки показан на в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

3. Построение 3D-модели в AutoCAD