Совместное использование привязки по ЛСК и сопряжений

В данном разделе рассмотрены рекомендуемые правила совместного использования сопряжений и привязки ЛСК при создании сборок. Привязка деталей по сопряжениям в большинстве случаев должна использоваться совместно с привязкой по ЛСК. Причём, приоритетным следует считать традиционный способ – привязку фрагментов при помощи систем координат. У этого способа есть ряд преимуществ перед сопряжениями.

Во-первых, некоторые типы геометрических связей, в том числе наиболее часто используемые (одноосевой шарнир), могут быть решены одной ЛСК, а для связи при помощи сопряжений может потребоваться создание связки, например, из двух или более сопряжений. В частности, одноосевой шарнир создаётся двумя сопряжениями (соосность + совпадение торцевых граней) или только одной ЛСК (разрешен поворот вокруг одной оси). Из этого главного преимущества вытекают следующие:

•В целом, система работает быстрее (сокращается длина цепочек сопряжений, меньше погрешность вычислений, проще расчёт).

•Формируется более простая структура модели, за счет того, что не создается лишних элементов (сопряжений).

•Обеспечивается большая устойчивость к топологическим изменениям модели (за счет минимального использования топологических элементов тел).

Когда же оправдано использование сопряжений? Для ответа на этот вопрос рассмотрим процесс проектирования сборки. С точки зрения интересующего нас вопроса, как правило, перед конструктором могут стоять 2 задачи.

Задача 1

Создание сборочной модели без возможности «движения» механизма. Пользователь заранее знает, что он проектирует, что его модель после завершения сборки не должна будет двигаться, это ему не нужно. К примеру, если мы проектируем телевизор или дом, то вряд ли понадобится «оживлять» их в динамическом режиме.

Когда перед пользователем стоит подобная задача, то при наполнении сборки деталями решается один основной вопрос – как правильно расположить деталь на сборке. Наиболее эффективное решение даёт «традиционный» способ – вставка 3D фрагментов с использованием ЛСК. В дополнение к общим преимуществам этого метода, от пользователя потребуется меньшее количество действий. Механизм вставки 3D фрагмента требует меньше времени за счет того, что нужно определить меньшее количество элементов:

1. Исходную ЛСК (выбор может выполняться автоматически).

2. Место привязки (выбор целевой ЛСК или геометрии для её создания осуществляется в 3D окне).

В то же время каждое новое сопряжение потребовало бы определения геометрических данных для двух компонентов, а для точного расположения компонента, как правило, нужно создать несколько сопряжений.

Прибегать к использованию сопряжений следует:

•в сложных случаях геометрического взаимодействия;

•когда требуется расположить на сборке деталь, которая имеет контакт с другими деталями в нескольких местах.

Задача 2

Построение сборки с возможностью «оживления» спроектированного механизма в команде перемещения сопряженных элементов. В таком случае все части собранного механизма должны правильно взаимодействовать друг с другом. Для всех подвижных частей должны быть обязательно описаны необходимые условия для расчёта системы сопряжений при движении механизма.

В данной ситуации рекомендуется придерживаться правил, приведенных ниже.

•Для деталей, которые не должны изменять своего положения относительно элементов, к которым привязаны, рекомендуется использовать ЛСК без степеней свободы. К примеру, гайка, надетая на болт, всегда должна следовать за болтом и не должна иметь перемещений относительно болта.

•Для деталей, изменяющих взаимное положение, в первую очередь нужно использовать ЛСК со степенями свободы. Это даст выигрыш по всем основным преимуществам (см. выше).

Сопряжения используются при привязке деталей в следующих случаях:

•Для деталей, имеющих сложные геометрические взаимодействия.

•Для деталей, имеющих более одного контакта с несколькими подвижными соседними деталями.

•Для замыкания цепочек сопряжений. При этом каждая цепочка может быть создана с использованием ЛСК со степенями свободы.

Платформа сопряжена с тремя соседними деталями. Замыкается три цепочки сопряжений

•Для задания различных ограничений, например, на взаимное проникновение деталей. В качестве примера можно рассмотреть гидроцилиндр, где задано ограничения в виде условия «расстояние=0» (см. раздел Типы сопряжений).