ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Понятие о базах, звеньях и схемах конструкций из "Элементы теории автоматизации машиностроительного проектирования с помощью вычислительной техники " Выше указывалось, что все машиностроительные объекты могут быть представлены множеством конструктивных элементов различной сложности и функционального назначения, определенным образом ориентированных относительно друг друга и соединенных между собой. При этом каждый элемент конструкции может быть расчленен на конечное множество элементов низшего порядка или, наоборот, синтезирован из множества таких элементов. [c.61] При соединении простейших элементов конструкций в элемент высшего порядка (например, при компоновке машины из отдельных деталей и узлов) относительные положения простейших элементов определяются взаимным положением некоторых их поверхностей или линий (осей) и точек. Условимся называть эти поверхности, линии и точки базами элементов конструкций. [c.61] Вопросы о базах подробно рассматриваются в специальной литературе [46], поэтому ограничимся упоминанием только о тех их свойствах, которые необходимы при последующем рассмотрении вопросов о цифровом описании геометрических форм элементов конструкций, вопросов синтеза машиностроительных конструкций из составляющих их элементов низшего порядка или, наоборот, при рассмотрении вопросов, связанных с анализом конструкций. [c.61] В соответствии с принятой терминологией [46] будем называть поверхности, их сочетания, линии и точки, определяющие положения элементов конструкций относительно друг друга при сборке машины или ее узла, сборочными базами элементов определяющие положения элементов конструкции (поверхностей деталей машин) в процессе их формообразования [47] при механической или иной обработке — технологическими базами элементов. [c.61] Поверхности, сочетания поверхностей, линии и точки, относительно которых производится измерение расстояний и поворотов других поверхностей или линий (определение положения элементов относительно друг друга), будем называть измерительными базами элементов. [c.62] При разработке алгоритмов и программ автоматического конструирования и технологического проектирования особо выделяются сборочные базы, которые принимаются в качестве исходных при описании геометрии и положения элементов конструкций. При этом следует иметь в виду, что процесс обработки (формообразования) элементов конструкций условно (по аналогии) рассматривается как процесс их сборки из отдельных элементарных объемов, ограниченных элементарными поверхностями или сочетаниями таких поверхностей. Объединение, пересечение или отсечение элементарных объемов образует одну монолитную деталь конструкции. [c.62] В процессе автоматизированного проектирования встречается необходимость пользоваться то сборочными, то технологическими, то измерительными базами. В этих случаях пересчет линейных и угловых размеров производится с помощью стандартных программ преобразования систем координат. [c.62] Для однозначного определения положения элемента в конструкции достаточно лишить его шести степеней свободы относительно трех координатных осей X, У, Z. Перемещения элемента вдоль координатных осей задаются линейными координатами X, у, Z, а повороты элемента вокруг координатных осей — тремя угловыми координатами а, р, у. [c.62] Поскольку при сборке или формообразовании элементов объединение элементов низшего порядка в конструкцию производится путем реального или мыслимого приведения в соприкосновение их поверхностей или линий, то шесть координат, определяющих положение элемента, материализуются как шесть опорных точек или как шесть размеров, заданных от шести материальных поверхностей, линий или точек. [c.62] Для определения положения элемента конструкции, рассматриваемого как абсолютно жесткое тело, относительно другого элемента необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек или баз [46]. Если эти базы представляют собой поверхности элементов или их сочетания, то они называются реальными базами элемента. [c.62] Поверхность (или сочетание поверхностей), лишающая элемент трех степеней свободы, называется установочной, двух — направляющей, одной — опорной. [c.62] при помощи которых элемент конструкции ориентируется относительно других элементов, называются основными базами элемента. Базы, при помощи которых элемент конструкции ориентирует присоединяемые к нему другие элементы в отношении его основных баз, а через посредство последних — в отношении всех остальных элементов конструкции, называются вспомогательными базами элемента. [c.64] Элемент конструкции, относительно которого определяются положения всех остальных ее элементов, называется базовым элементом конструкции. К базовому элементу привязывается главная (нулевая) система координат конструкции. Базовыми элементами могут быть теоретические расчетные контуры основного элемента конструкции, обрабатываемая в приспособлении деталь, некоторые детали конструкций плиты, корпуса, станины и т. п. [c.64] Как указано выше, для определения положений элементов конструкций в пространстве каждый элемент снабжается автономной системой координат. Координатные плоскости этой системы совпадают с основными базами элемента (см. рис. 12). [c.65] Положения вспомогательных баз элемента определяются в этой системе координат, т. е. по отношению к основным базам элемента. Начала систем координат элементов получили название привязочных точек элементов так как привязочные точки элементов конструкций совпадают с их основными базами, то величина звена равна расстоянию между привязочными точками двух сопрягаемых элементов. [c.66] Таким образом, любая машиностроительная конструкция абстрактно может быть представлена в виде пространственного графа (рис. 13), описываемого звеньями М и их соединениями О, причем привязочные точки поверхностей, образующих подвижные и неподвижные соединения, совпадают с привязоч-ными точками соединяемых элементов и нумеруются по принадлежности к этим элементам. [c.66] Подобные схемы в машиностроении называются схемами размерных цепей. Они применяются для расчетов точности изготовления и сборки различных деталей и узлов. [c.67] При алгоритмическом проектировании в понятие схемы вкладывается значительно большее содержание схема представляет абстрактную модель реальной конструкции с сохранением большинства ее принципиальных свойств. Вершины схемы эквивалентны различным неподвижным и подвижным соединениям и кинематическим парам, а ориентированные звенья — элементам конструкций. В некоторых случаях при необходимости для наглядности прямолинейные звенья могут заменяться на схемах криволинейными контурами элементов, однако и здесь размеры звеньев определяются как расстояния между прнвязочными точками. [c.67] Отметнм еще одну существенную особенность схем в них могут изменяться положения и размеры звеньев в зависимости от времени или другого аргумента. Число звеньев остается при этом неизменным. Схемы могут быть замкнутыми, незамкнутыми и со свободными звеньями. [c.67] Представление конструкций и их элементов в виде схем ориентированных звеньев и их соединений весьма существенно при алгоритмическом проектировании. В ряде случаев такая абстрактная схема является исходным представлением, материализация которого в виде реальных деталей, узлов и машин составляет сущность самого процесса алгоритмического конструирования. [c.67] Вернуться к основной статье