Материал: Автоматизированная разработка технической документации по эксплуатации и ремонту компонентов визира оптического устройства

Невидимое изображение преобразуется в видимое и оборачивается за счет электронной линзы. Солнце и звезды освещают местность и предметы, находящиеся на ней, даже в темное время суток. Но их лучей не достаточно, чтобы наш глаз их увидел.

Изучение цели и нахождение ее на местности в ночное время является основной задачей ночного прицела.

На рисунке 10 показана схема ночного прицела.

Рисунок 10 - Принципиальная схема ночного прицела: 1-первичный (низковольтный) источник постоянного тока; 2 - высоковольтный преобразователь; 3 - лучи подсветки целей; 4 - цель; 5 - невидимые лучи, отраженные от цели или излучаемые целью; б - объектив; 7 - фотокатод; 8 - фокусирующая система; 9 - электронно-оптический преобразователь; 10 - экран; 11-электронно-оптический прицел (визир); 12 - окуляр

Существует несколько основных конструктивных элементов в электронно-оптическом прицеле, а именно: корпус с элементами прикрепления на оружии, оптическая телескопическая система, которая состоит из окуляра и объектива, преобразователь, система коллиматора, механизмы выверки прицела по дальности, механизм, защищающий преобразователь, а так же разнообразие вспомогательных элементов.

АКБ служат источником первичного постоянного тока 1. Он подается на высоковольтный источник 2, который производит преобразование его в высокое напряжение, создающее нужную разность потенциалов на электродах, которое достигает 18 кВ.

Электронно-оптический прицел работает следующим образом. От объекта наблюдения 4 лучи 5 падают на объектив прибора 6, на фотокатоде появляется уменьшенное и перевернутое изображение, которое не видно невооруженному глазу.

Лучи, невидимые глазу, падают на поверхность фотокатода. С этой поверхности выбивается часть электронов.Распределение интенсивности пучка лучей, падающего на фотокатод и количество выбиваемых электронов прямо пропорциональны.

Под воздействием применимой разности потенциалов электроны направляются через углубления в электродах системы фокусировки 8 к экрану 10. Пучки электроновпри движении к экрану от фотокатода интенсивно распределяются в поперечном сечении. С помощью этого так называемоеэлектронное изображение переносится на экран и одновременно оборачивается.

Высокая разность потенциалов действует на электроны. Тем самым они получают кинетическую энергию, которая ударяет электроны об экран. Именно так на экране создается изображение наблюдаемой цели. Окуляр 12 помогает рассмотреть изображение в увеличении.

Дальность видимости у ночных прицелов увеличивается за счет увеличения яркости картинки на экране, что в свою очередь позволяет видеть цель при малых потоках света. Последовательное соединение преобразователей помогает увеличить яркость изображения.

Угол прицеливания устанавливается механизмом углов прицеливания. Для проверки линии горизонта служат механизмы прицельной выверки по дальности. Такие механизмы похожи на механизмы прицелов самонаводки.

2. РАЗРАБОТКА ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ И АССОЦИАТИВНО СВЯЗАННЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ КОМПОНЕНТОВ ВИЗИРА

Одним из важнейших этапов конструкторского проектирования является создание 3D-моделей деталей, сборочных единиц и чертежей ассоциотивно связанных с ними.

Основной задачей, решаемой САПР, считается разработка моделей изделий. Это делается с целью сокращения времени проектирования и скорейшего запуска деталей в производство.

Система автоматизированного проектирования КОМПАС-3D v 15.1 поможет нам осуществить создание 3D-моделей. 3D-модели создаем с помощью редактора трехмерных моделей. Чертежно-конструкторский редактор поможет нам создать ассоциативные виды. Эти виды помогают сохранить связь с изображенными моделями. Изображение во всех связанных с моделью видах, изменяется при изменении параметров ее формы и размеров.

Отдельные детали и сборочные единицы создаются с помощью системы 3D-моделирования. Они могут содержать как своеобразные, так и стандартные конструктивные элементы. Технология параметризации позволяет быстро получать типовые модели на основе однажды спроектированной детали.

По 3D-модели детали САПР с легкостью определит площадь ее поверхности, объем детали, координаты центра тяжести и так далее. Трехмерные твердотельные модели включают в себя всю геометрическую информацию, необходимую для работы систем инженерного анализа. Трехмерная твердотельная модель используется для расчетов деформации и напряжений, анализа частот, расчетов температурной деформации и напряжения.Так же можно выполнить кинематический анализ, если данная модель представляет собой сборку.

2.1 Методика создания компьютерных моделей деталей

С помощью графического редактора КОМПАС 3D выполняем разработку модели призмы.

D модели создаются следующими способами:

выдавливание;

вращение;

способ листового тела.

Создание модели выдавливанием проходит в следующей последовательности:

Создаем эскиз на выбранной плоскости (рисунок 11).

Рисунок 11 - Параметризованный эскиз

Выдавливаем на заданное расстояние эскиз (рисунок 12).

Рисунок 12 - Операция выдавливания

По заданным параметрам вырезаем эскиз на расстояние (рисунок - 13).

Рисунок 13 - Вырезание выдавливанием

Создание модели кронштейна производится аналогично (рисунок 14).

Рисунок 14 - Эскиз детали кронштейн

Эскиз выдавливаем на необходимое расстояние (рисунок 15).

Рисунок 15 - Операция выдавливания

Результат проделанной работы представлен на рисунке 16.

Рисунок 16 -Модель детали кронштейн

2.2 Метод создания сборки

Сборочная единица необходима для того, чтобы получить информацию о степени напряжения деталей.

Последовательность создания сборочных единиц:

. Выбирается опорная деталь, включается в сборку и закрепляется в ноле координат (рисунок 17).

Рисунок 17 -Деталь опорная - кронштейн

. В сборку добавляется вторая деталь, которая будет закреплена на опорной. (рисунок 18).

Рисунок 18 - Добавление следующей детали

. Добавленная деталь ориентируется относительно деталей, уже занесенных в сборку (рисунок 19).

Рисунок 19 - Сборка

2.3 Методика создания разнесенной сборки

В разнесенной сборке входящие в состав сборочной единицы модели разнесены на различные расстояния.

Созданию каталогов и созданию документации по сборке детали помогает разнесенная сборка.

Разнесенная сборка создается следующим образом:

Задаем параметры разнесения (шаг разнесения, компоненты в шаге, грань, к которой относятся компоненты, расстояние и направление, на которое отдаляются компоненты).

После того, как параметры разнесения заданы мы можем воспользоваться кнопкой «Разнести компоненты», и они будут разнесены с учетом заданных параметров (рисунок 20).

Рисунок 20 - Разнесенная сборка

2.4 Автоматизированная разработка конструкторской документации

Чертежи, спецификации и каталоги входят в конструкторскую документацию. Эта документация является важнейшей для создания технологического процесса в изготовлении изделия.

С помощью модели детали в редакторе «КОМПАС-3D» можно создавать ассоциативно связанные чертежи. Связь заключается в следующем: чертеж детали меняется при изменении модели.

На таких чертежах создаются: произвольные виды; разрезы; стандартные виды; сечения; виды проекций; местные виды; выносные элементы; разрезы видов.

Чертеж детали создается следующим образом:

. Сначала настраиваются параметры листа нашего будущего чертежа (рисунок 21).

Рисунок 21 - Окно настройки параметров чертежа

. Далее создаются связанные виды и разрезы (рисунок 22).

Рисунок 22 - Создание ассоциативно связанных видов

Все остальные чертежи создаются подобным способом.

2.5 Создание связанных спецификаций

Для заполнения спецификаций в редакторе «КОМПАС-3D» существует два режима: автоматический и ручной. Исходя из названия, ручной режим отличается от автоматического тем, что в ручном все поля заполняются от руки, а в автоматическом данные берутся из чертежей и деталей, отмеченных, как источник данных.

Связанная спецификация создается в следующей последовательности:

. Для начала создадим объект спецификации.

.1В процессе создания данного объекта выберем раздел «Детали» исоздадим базовый объект спецификации.

.2 Подключаем чертеж заданной детали.

.3 Берем данные из основной надписи.

. Создаем объект спецификации для данной сборки

Создаем два объекта для нашей модели:

внутренний объектнужен для того, чтобы создать собственную спецификацию на нашу сборку

внешний объект понадобится, если наша сборка входит в сборку более крупную.

.1 Создаем внутренний объект спецификации для сборки.

.1.1 Выбираем внутренний объект, выбираем раздел документы и создаем базовый объект.

.1.2 Подключаем чертеж нашей сборки.

.1.3 Берем данные из основной надписи.

.2 Создаем внешний объект спецификации для нашей сборки.

.2.1 Выбираем внешний объект, выбираем раздел сборочные единицы, создаем базовый объект.

.2.2 Подключаем чертеж нашей сборки.

.2.3 Берем данные из основной надписи.

. Создаем спецификацию.

.1. Создаем новый документ, называем его «Спецификация».

.2 Подключаем сборку с условием передачи изменений в документ.

. Создаем связи объектов спецификации, устанавливаем позиции на нашем чертеже.

.1 Расставляем позиции на нашем чертеже.

.2. Выводим на экран и чертеж и спецификацию.

.3 В спецификации выделяется нужная строчка, а на чертеже необходимаянам позиция, нажимаем кнопку редактирования состава объекта.

Часть получившейся спецификации показана на рисунке 23.

Рисунок 23 - Часть получившейся спецификации

Чертеж разнесенной сборки показан на рисунке 24.

Рисунок 24 - Чертеж разнесенной сборки

. На рисунке 25 показано проставление позиций наших деталей и типовых изделий.

Рисунок 25 - Простановка позицийв нашем каталоге

Конструкторская документация автоматизировано разрабатывается намного быстрее, чем вручную. Так же становится легче процесс ее редактирования.

2.6 Разработка разнесенных сборок и каталогов компонентов визира

Разнесенный вид применяется для легкости восприятия сборки. В собранном виде она не дает нам полного представления о взаиморасположении компонентов. Иллюстрированные каталоги так же создаются с помощью разнесенных сборок.

Поможет нам выполнить разнесенную сборку САПР КОМПАС - 3D. Формировка разнесенных видов происходит в автоматизированном режиме, так же создается документ, который отражает порядок сборки.

Процесс сборки и разборки механизма можно имитировать при помощи его разнесенной модели. Для этого определяем, с какой единицы сборки возникает разборка устройства.

Далеесоздаем документ - каталог. В нем будет описано каждое действие сборки - разборкимеханизма (рисунок 26).

Рисунок 26 - Каталог механизма переключения призмы визира

3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОМПОНЕНТОВ ВИЗИРА

Производим анализ НДС для детали «червяк». Червяк зацеплен с червячным сектором, который в свою очередь находится в соединении с оправой. На валу существует так называемое ведомое колесо цилиндрической прямозубой передачи.

3.1 Решение линейных задач теории упругости методом конечных элементов

Точно решить можно лишь узкий круг задач по теории упругости. Тем самым в инженерной практике приближенные методы решения имеют большое значение. Данные способы очень важны и становятся еще более важными в связи с тем, что новые информационные технологии все чаще внедряются в практику.

Ниже мы рассмотрим метод, который имеет более частое применение в решении прикладных задач, называется он методом конечных элементов.

Процедуры перемещения, силы и напряжения применяются вариативно, без применения дифференциального уравнения, что является характерной чертой метода конечных элементов.

Плоские форменные конструкции моделируются с помощью набораплоских фигур, рамные конструкции - с помощью набора объемных элементов, различные пластины можно смоделировать с помощью наборамножества прямоугольников и треугольников. Различные объемные тела удобнее будет представить в виде множества пирамид и различных призм. Пример разбивки на треугольники, как на конечные элементы показан на рисунке 27.

Рисунок27 - Сетка конечных элементов

3.2 Использование трёхмерной модели для расчёта изделия методами имитационного моделирования

Создание электронных моделей объектов проектирования и процесс экспериментирования с этой деталью при заданных ограничениях называется имитационным моделированием. Установление наилучших параметров модели является целью данных экспериментов.

Существует два различных метода имитации:

имитационное исследование элемента в движении, цель которого определение столкновений, называется кинематическим;

динамическим называется исследование реакции объекта на действующие нагрузки и температуры.

Для того, чтобы определить напряжённо - деформированное состояние актуально использовать метод имитационной физики. Теория метода математической физики достаточно качественно разработана. С помощью этих методов результаты получаются достаточно точными только при условии достаточной простоты конфигурации объекта. В иных случаях в системах автоматизированного проектирования используют метод конечных элементов.

3.3 Расчет напряженно - деформированного состояния детали в среде SolidWorksSimulation

Для начала, в программе SoliidWorks, создадим твердотельную модель нашей детали.

Исследуем напряженно-деформированное состояние червячного вала. Для этого имитируем его работу под влиянием, действующих со стороны червячного сектора и зубчатого колеса сил.