Построение лопастей гребног винта в Solid Works

Моделируя трехмерные объекты, я встретил затруднение при построении ряда форм обладающих схожим принципом окончания: корпуса судов, клинки ножей и режущего инструмента и оружия в целом, концовки крыльев, лопасти винтов. Их объединяет переход из более-менее однородного сечения в сходящуюся по гладкой или крутой траектории точку. Причем имеющийся набор инструментов с твердотельным объектом зачастую может обеспечить только приблизительный результат, например при изготовлении ножа, форму спусков можно вывести вытяжкой треугольного сечения, но концовку уже делать не получиться. Нас окружает масса объектов полученные не только в результате распространенных операций, таких как фрезеровка, сверление, но и других типа ковки, штамповки. Соответственно, при 3д моделировани, причем точном моделировании с расчетом под какой-то практический выход, нельзя полагаться на имеющиеся наборы приемов и нужно быть свободным от стереотипов. В этой статье я предлагаю мой вариант изготовления лопастей гребного винта путем построения поверхностей. Любитлям SW известно пособие В.П. Прохоренко "Solid Works практическое руководство", где есть урок по моделированию вентилятора и моделированияе его лопастей "бобышкой по сечениям". К сожалению этот способ не позволяет делать закругленные концы лопастей с сечением режущей кромки. Изображенный в этом пособии винт не является рабочим, если его сделать в реальности, этому не позволит ни угол атаки, ни профиль. Правильность сечений - забота и компетенция проектировщика, а в этом пособии показан лишь принцип быстрого и удобного построения желаемой формы.

Создаем круглую бобышку. Формируем дополнительную плоскость под первый контур лопасти винта.

Разворачиваем плоскость 1 перпендикулярно и открываем эскиз рисуя только одну дугу.

Формируем плоскость 2 по отношению к плоскости 1 и на нем рисуем половинку профиля у края лопасти.

Выйдя из эскиза, включаем трехмерный эскиз и соединяем крайние точки контуров сплайнами как это показано на рисунке ниже.

Переводим экран на взгляд спереди и формируем контуры лопасти.

Примечание* - когда рисовали сплайны то были установленны взаимосвязи (совпадения точек), определенные эскизы труднее перемещать, поэтому рекомендую убрать по одной привязке на каждую кривую, но потом снова установить взаимосвязь. Затем выходим из этого трехмерного эскиза и включаем новый трехмерный эскиз в этой плосткости. Соединяем сплайном две крайние точки ранее нарисованных кривых и разрушаем одну взаимосвязь, далее управляя ручками формируем дугу окончания лопасти в соответствии со своим замыслом.

Переводим экран в положение "сверху" и управляя ручками кривой в соответствие с векторами располагаем линию концовки лопасти.

Таким образом, в трехмерном отображении рисунок обретет контуры нужной нам формы лопасти.

Теперь возвращаемся снова к плоскости 1, формируем на ней новый эскиз и рисуем внутреннюю дугу, замыкая таким образом начальный контур но в другом эскизе.

Дальше переходим ко второй плоскости и замыкаем в новом эскизе второй профиль.

Теперь мы имеем полное каркасное представление лопасти винта и можем редактировать кривые. Обязательно нужно установить привязки в кривых. При правильно установленных привязках становится легко редактировать лопасть, например изменить расстояние между плоскостями ("редактировать определение") и соответственно увеличить или уменьшить размер лопасти.

Теперь приступаем к формированию поверхностей. Скрываем плоскости и гасим вытянутую бобышку. У нас остается только голый каркас лопасти винта.

Выбираем меню Вставка/Поверхность/Заполнить. Далее выбираем следующие кривые, на рисунке ниже они отмечены зеленым цветом.

В левой части экрана, в опциях поверхности-заполнить выбираем Ограничить Кривые и выбираем верхнюю дугу второго профиля. Он приобретает розовый цвет и начинается коррекция формы.

Повторяем процедуру, только теперь выбираем внутренние дуги профилей.

Закрываем оставшуюся плоскость опцией "заполнить поверхность"

Сшиваем полученные поверхности, меню Вставка/Поверхность/Сшить поверхность поставив галочку "попытаться создать твердотельный элемент", высвечиваем погашенную бобышку. Получаем следующий результат.

Формируем осевую линию бобышки: меню Вставка/Справочная геометрия/Ось и выделяем грань.

Теперь при помощи функции Массив, меню Вставка/Массив-Зеркало/Круговой массив множим лопасти. Указываем справочную ось в качестве оси вращения и выбираем опцию "копировать тела", указываем число лопастей и ставим галочку на "равный шаг".

Теперь получена многотельная деталь, доступная для редактирования.

Теперь можно доделать бобышку, меню Вставка/Элементы/Купол.

Сделать отверстие под ось.

 

Дальше винт можно уже вставлять в сборку, моделировать вращение и т.д.

 

Можно также смоделировать лопасть отдельно и вмонтировать ее в бобышку под управление шагом винта. На рисунке внизу изображен винт с произвольно выставленным для каждой лопасти углом атаки.

Ознакомиться с моделями можно здесь (1.3 мб) и здесь (280 кб).

Мурат Вишняков

28 июня 2006 года

Замечания, пожелания, советы и прочее, направляйте по адресу rony7@mail.ru либо ICQ 82815769

 

назад