Введение

Pro/ENGINEER является трехмерной параметрической системой конструирования.
Слово «параметрический» означает, что размеры, определяющие форму и положение
частей модели, могут изменяться на любом этапе проектирования. Это особенно важно,
потому что позволяет конструктору из многих вариантов конструкции выбирать
оптимальный. Параметрическое проектирование, в частности, полезно при
проектировании механизмов, когда позволяет изменять размеры, определяющие
положение детали в сборке и, таким образом, анализировать кинематику всего механизма.
Если в исследуемом механизме обнаружена несогласованная работа деталей, их
конструкция может быть изменена и может быть проведен повторный анализ.

Другой важный аспект конструкции механизма состоит в расчете сил и
напряжений в деталях. Pro/ENGINEER выполняет такие расчеты только при наличии
дополнительного модуля Pro/Mechanica. В этом уроке будут рассмотрены только
геометрические аспекты конструкции механизма; функциональность Pro/Mechanica не
рассматривается.

Зависимостей, накладываемых в сборке Pro/ENGINEER, не достаточно для
определения механизма. Для помощи при сборке деталей в механизм, используются
зависимости эскиза, который создается непосредственно в сборке. Сначала рисуется
эскиз, затем по этому эскизу либо создается новая деталь, либо с эскизом связывается
существующая деталь.

Так как эскиз создается в плоскости, то один эскиз может определять работу
только двухмерного механизма. Рассмотрение большинства механизмов показывает, что
сложные трехмерные механизмы могут быть составлены из набора простых двухмерных
механизмов.

Одним из широкораспространенных механизмов является т.н. четырехзвенная
цепь. Она состоит из четырех жестких рычагов со штифтовыми соединениями
(вращательными) на концах. Путем изменения относительной длины каждого из четырех
рычагов можно достичь различного эффекта.

Урок

Для создания четырехзвенного механизма мы сначала нарисуем эскиз,
определяющий положение рычагов и, затем, на основании этого эскиза построим детали.
Такой процесс, при котором сначала создается сборка, а затем из нее вычленяются и
проектируются детали, называется процессом конструирования сверху-вниз. Обратный
процесс, при котором сначала создаются детали, а затем собираются в узел, называется
процессом конструирования снизу-вверх.

Выполните команду FILE > NEW, выберите assembly и введите имя FOURBAR.

Появляется графическое окно с тремя опорными плоскостями по умолчанию:
ASMRIGHT, ASMTOP, ASMFRONT. В правом меню выберите пиктограмму создания

опорной эскизной кривой, укажите плоскость ASM_FRONT, затем OKAY => T OP и
щелкните по ASM_TOP. Pro/ENGINEER входит в знакомую нам среду эскизирования.
Примите предлагаемые вспомогательные оси, нарисуйте и образмерьте три линии
механизма в соответствии с Рис.1.

Рисунок 1: Эскиз Каркаса Механизма

Несмотря на то, что Вы нарисовали только три линии, этот механизм называется
четырехзвенным. Четвертым звеном является рычаг с размером 350мм., жестко
соединяющий открытые концы механизма. Завершите эскиз и нажмите.

Уже на этом этапе можно посмотреть работу будущего механизма. Управляющим
размером является угол 65°. Выполните команду MODIFY =>MOD DIM => VALUE =>
PICK и укажите линию эскиза. Появляются его размеры. Щелкните по размеру 65° и
измените его, например, на 80°. Вы должны увидеть механизм, изображенный на Рис. 2
(б).

Рисунок 2: Движение Механизма

Продолжайте изменять величину угла. Когда Вы дойдете до 120° Вы увидите, что
механизм пытается сдвинуться, но тут же возвращается в предыдущее положение. Это
происходит потому, что размеры рычагов несогласованны и ограничивают угол поворота
механизма. Для того, чтобы механизм мог выполнять свободное вращение на 360° сумма
размеров 350+130 должна быть меньше суммы размеров250+190. Выполним это условие.
Изменим размер 350 на 270 (190+210-130).

В Pro/ENGINEER существует инструмент, который позволяет в динамическом
режиме определять требуемые характеристики. Войдите в режим эскизирования
(щелкните в дереве модели по элементу curve и выберите REDEFINE). Выберите
SECTION => DEFINE => SKETCH. По умолчанию отображается диалоговое окно Modify

Dimension. Это же окно вызывается при выборе пиктограммы, см. Рис.3.

Рисунок 3: Диалоговое Окно Modify Dimension

Если размер 65° не выбран, щелкните по нему. Колесо прокрутки в правом верхнем
углу позволяет динамически изменять величину выбранного размера. Начните крутить
колесо в сторону увеличения размера. Механизм будет динамически изменять положение
рычагов. При достижении величины угла в 103° механизм остановится. Это мертвая
точка. Теперь, не закрывая окна, щелкните по размеру 350. Появляется второе колес
прокрутки. Измените размер 350 на 270 (величину можно ввести в поле). Теперь угловой
размер (исходный 65°) может меняться от 0 до 360°. Подтвердите сделанные изменения и
завершите работу в эскизе. Серия диаграмм на Рис.4 показывает работу настроенного
механизма.

Рисунок 4: Работа Настроенного Механизма

Теперь создадим детали, входящие в нашу сборку. Для создания новой детали в
режиме Сборки используйте команду COMPONENT => CREATE. В появляющемся
диалоговом окне Component Create выберите переключатели Part и Solid, и введите имя
новой детали, например Link1. Нажмите . В следующем диалоговом окне Creation
Feature выберите опцию Create First Feature. Нажмите . Затем выберите SOLID =>
PROTRUSION => EXTRUDE | SOLID | DONE => ONE SIDE | DONE и щелкните по
плоскости ASM_FRONT. Добейтесь, чтобы стрелка указывала в Вашу сторону и нажмите
DONE. Затем выберите T OP и щелкните по плоскости ASM_TOP.

Pro/ENGINEER переходит в режим эскизирования. Появляющееся диалоговое окно
лучше закрыть не выбирая никаких ссылок. Ни в коем случае нельзя привязываться к
базовым плоскостям сборки. Используйте линию, эквидистантную к существующей

ломаной. Выберите пиктограмму, щелкните по линии, длиной 120 мм, и введите

расстояние 20. Повторите эту операцию и введите расстояние -20. Для соединения двух

сегментов используйте дугу. Для того, чтобы дуги были всегда касательны линиям

наложите на них зависимости касательности . Эскиз рычага приведен на Рис.5. Для
проверки попробуйте изменить размер 20 на 30. Рычаг увеличивается, но дуги должны
оставаться касательными к боковым сторонам.

Рисунок 5: Эскиз Рычага
Верните размер 20 мм, завершите работу в эскизе, выберите BLIND | DONE и
введите 10 в качестве толщины рычага. Деталь считается созданной после нажатия OK в
диалоговом окне PROTRUSION: Extrude.

Аналогичным образом создайте остальные два рычага. При создании второго
рычага стрелка выдавливания должна показывать от Вас. Окончательный механизм
должен выглядеть, как на Рис.6.

Рисунок 6: Твердотельная Модель Механизма

Сейчас Вы не только имеете сборку механизма. Вы также имеете три отдельных
рычага, составляющих этот механизм. Их можно открывать и редактировать независимо.
Например, можно поочередно открыть каждый рычаг и добавить по два концентричных
отверстия диаметром 10мм для шарниров.

Для проверки работоспособности механизма выберите MODIFY и щелкните в
дереве модели по эскизной кривой Curve. Далее, выберите угловой размер 330° и введите
его новое значение, например, 45°. Кривая изменит свое положение, но рычаги остаются
на месте. Для того, чтобы рычаги приняли свое новое положение необходимо выполнить
регенерацию. Выберите DONE/RETURN, затем REGENERATE => AUTOMATIC. Рычаги
занимают свое новое местоположение, см. Рис.7.

Рисунок 7: Изменение Положения Рычагов Механизма