Während meines Studiums der Fahrzeugtechnik entwarf ich im Rahmen meines Praktikums ein Getriebe mit gesperrter Synchronisierung und fertigte es mit einem 3D-Drucker. Die Konstruktion des Getriebes erfolgte mit SOLIDWORKSentdeckte 3DEXPERIENCEerreichen konnte SOLIDWORKS Collaboration

In diesem Tutorial verwenden wir eine Funktion von xDesign in der Rolle „3D Creator“, nämlich die Design Guidance, um das Chassis leichter und haltbarer zu machen.

Zunächst wollen wir gemeinsam die Grundlagen der Designrichtlinien erlernen.

Was ist Design Guidance?

Die Konstruktionsanleitung ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Erstellung neuer Bauteile sowie zur Prüfung und Verbesserung der Konstruktion bestehender Bauteile. Die mit der Konstruktionsanleitung generierte Form basiert auf den Lasten und Randbedingungen, die wir in der Skizze oder im 3D-Modell festlegen.

Das Menü „Design Guidance“ bietet viele Befehle, und im Laufe dieses Tutorials werden wir die wichtigsten, im Bild unten hervorgehobenen Befehle näher betrachten.

Lernassistent

Mit diesem Befehl können Sie sich einen schnellen Überblick über die xDesign-Oberfläche und die Design Guidance-Oberfläche verschaffen.

Fesseln

1. Klemmen: Diese Einschränkung beschränkt jegliche Bewegung (in der X-, Y- und Z-Achse) der ausgewählten Ebene oder Oberfläche.

2. Fixierung: Diese Einschränkung begrenzt die Bewegung der ausgewählten Ebene oder Fläche in einer oder mehreren Richtungen. Sie ermöglicht es der ausgewählten Ebene oder Fläche, sich außerhalb der eingeschränkten Richtungen frei zu verschieben.

Lasten

1. Kraft

Sie können Kraft einsetzen, um Schub- oder Zugenergie zu simulieren. Die Kraft kann auf die ausgewählte Ebene oder Oberfläche auf zwei Arten ausgeübt werden.

a. Verteilt: Die Kraft wird gleichmäßig über die Oberfläche ausgeübt.

b. Punkt: Die Kraft wird auf den Mittelpunkt der ausgewählten Fläche ausgeübt.

2. Druck

Man kann Kräfte senkrecht zur Flächeneinheit anwenden oder den atmosphärischen Druck nutzen.

3. Drehmoment

Dies simuliert eine Drehbewegung oder Torsion.

Die Designrichtlinien enthalten vordefinierte Werte, die es den Benutzern erleichtern, schnell die gewünschten Werte auszuwählen.

Neues Design und Redesign

1. Neues Design

Dieser Befehl erstellt ein 3D-Modell basierend auf den von uns angegebenen Lasten und Randbedingungen . Interessanterweise benötigen Sie für diese Funktion nicht einmal ein 3D-Modell. Wir verwenden in diesem Tutorial durchgehend den Befehl „Neue Konstruktion“.

2. Neugestaltung

Im Gegensatz dazu prüft Redesign die Genauigkeit des Entwurfs anhand der für ein bestehendes 3D-Modell festgelegten Lasten und Randbedingungen. Diese Funktion ähnelt der Topologieoptimierung in SOLIDWORKS Simulation.

Nachdem Sie nun viele Informationen über Gestaltungsrichtlinien erhalten haben, können wir mit unserem Projekt fortfahren.

Wie wird es hergestellt?

Schritt 1: Technische Zeichnung

Wir verwenden den Befehl „Neue Konstruktion“ in der Konstruktionsanleitung. Dazu benötigen wir 2D-Zeichnungen und Bemaßungen des Chassis. Diese Zeichnungen und Bemaßungen können aus SOLIDWORKSabgerufen werden. Zu diesem Zweck habe ich die folgende technische Zeichnung anhand der erforderlichen Schritte erstellt.

Schritt 2: Erstellen einer Skizze in xDesign

In den Konstruktionsrichtlinien wird eine Oberfläche oder Ebene benötigt, um Einschränkungen oder Lasten anzuwenden. In dieser Studie verwenden wir Ebenen.

Im xDesign-Anmeldebildschirm erstellen wir eine neue Komponente namens „Chassis“. Anschließend erstellen wir eine neue Ebene parallel zur YZ-Ebene im Abstand von 0 mm. Durch Öffnen einer neuen Skizze auf dieser Ebene zeichnen wir die in der Vorderansicht dargestellten Bohrungen. Wir bestätigen die Skizze.

Als Nächstes erstellen wir eine neue Ebene im Abstand von 95 mm, parallel zur XY-Ebene. Auf dieser Ebene wird dann eine neue Skizze gezeichnet, um das in der Draufsicht dargestellte Rechteck zu erzeugen. Wir bestätigen die Skizze.

In dieser Phase sieht das Design wie folgt aus.

Schritt 3: Fesseln

Wir müssen die Bewegungen der sechs auf der YZ-Ebene erstellten Löcher in X-, Y- und Z-Richtung einschränken. Dazu verwenden wir den Befehl „Einklemmen“. Nach dem Klicken auf den Befehl „Einklemmen“ wählen wir die Löcher aus und bestätigen das Befehlsfenster.

Das auf der XY-Ebene erstellte Rechteck bildet die Dicke des Chassis. Wir benötigen lediglich eine nach unten gerichtete Einschränkung. Hierfür verwenden wir die Option „Fixierung“. Wir verzichten auf Klemmen, da wir keine 3D-Geometrie erstellen möchten, die mit der XY-Ebene verbunden ist. Nach dem Klicken auf den Befehl „Fixierung“ wählen wir das Rechteck aus und bestätigen das Befehlsfenster.

Es wird nun wie folgt aussehen.

Schritt 4: Laden

Die vier äußeren Bohrungen am Chassis tragen die festen Chassisteile. Da diese Teile eine sehr geringe Masse aufweisen, müssen diese Bohrungen nicht belastet werden. Die beiden inneren Bohrungen tragen die beweglichen Teile. Die Wellen, auf denen die Zahnräder montiert sind, sind mit diesen beiden Bohrungen verbunden. Daher werden an diesen beiden Bohrungen Kräfte und Drehmomente angelegt. In diesem Projekt habe ich den Sicherheitsfaktor mit 2 festgelegt.

Gewalt

2,5 kg × 9,81 m/s² × 2 = 49,05 N

Drehmoment

7,2 Nm x 2 = 14,4 Nm

Nach dem Klicken auf den Befehl „Kraft“ wählen wir zwei Löcher aus und geben den Kraftwert von 49,05 N an der entsprechenden Stelle ein. Nachdem wir die Kraftrichtung nach unten festgelegt haben, bestätigen wir das Befehlsfenster.

Da die Zahnräder unterschiedliche Drehrichtungen haben, wenden wir den Drehmomentbefehl auf beide Bohrungen separat an. Bezogen auf die Mittelebene dreht sich die obere Bohrung im Uhrzeigersinn, die untere entgegen der Drehrichtung. Nach dem Klicken auf den Drehmomentbefehl wählen wir die obere Bohrung aus, geben den Drehmomentwert von 14,4 Nm ein und bestätigen das Befehlsfenster. Wir wiederholen die gleichen Schritte für die andere Bohrung, wobei wir die Drehrichtung umkehren.

Es wird nun wie folgt aussehen.

Schritt 5: Material

Das Standardmaterial in xDesign ist ABS-Kunststoff. Über den Materialbrowser im Menü „Werkzeuge“ können Sie ein anderes Material auswählen. Im zugehörigen Video wird die Materialzuweisung anhand eines Beispiels in diesem Projekt gezeigt.

Schritt 6: Neues Design

Der Befehl „Neues Design“ verfügt über zahlreiche Registerkarten und Funktionen. Nach dem Klicken auf den Befehl nehmen wir die folgenden Anpassungen vor.

1. Im Abschnitt „Voxelgranularität“ auf der „Einstellungen“ wählen wir als Auftau-Detail die Option „Fein“.
2. Die Zielmasse ermitteln wir anhand des „Gewünschte Masse“ .
3. Im „Volumen“ erstellen wir einen Begrenzungsrahmen für unsere Zeichnungsgeometrie. Durch Klicken auf das Feld „Generieren“ aktivieren wir die Designhilfe, um das für uns am besten geeignete organische Modell zu erstellen.
4. Wenn das organische Modell erstellt ist, können wir die gewünschte Masse auf der Registerkarte „Ergebnis“ einstellen.

Wir bestätigen den Befehl.

Es wird nun wie folgt aussehen.

Schritt 7: Parametrisches Design

Die Designberatung erstellte auf Grundlage der Berechnungen ein organisches Modell. Um dieses Modell für die Produktion vorzubereiten, erstellen und speichern wir ein parametrisches Modell mit Bezug auf das ursprüngliche Modell.

Unser Modell sieht folgendermaßen aus.

Schritt 8: Modell in Scheiben schneiden

Vor der Verwendung der Designvorgaben betrug die Druckzeit des Modells 9 Stunden und 40 Minuten. Die Druckzeit des mithilfe der Designvorgaben erstellten Modells beträgt 7 Stunden und 16 Minuten.

Dank der Designberatung konnten wir die Produktion innerhalb von 2 Stunden und 24 Minuten um 25 % beschleunigen.

Schritt 9: SOLIDWORKS Connected

konstruierte Bauteil SOLIDWORKS Connected in die Getriebebaugruppe ein. Da SOLIDWORKS Connected direkt mit meinem Cloud-Speicher verbunden ist, habe ich das Bauteil anhand seines Namens gesucht und in meine Baugruppenumgebung gezogen. Die Baugruppe wurde mithilfe der Schnellbaugruppenbefehle zügig erstellt.

In diesem Tutorial habe ich den Nutzen der Design-Leitfaden- Funktion. Wir sehen uns im nächsten Training.

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Rıdvan Polat

Mitbegründer von ChampionXperience

Ridvan Polat ist SOLIDWORKS Elite Application Engineer, Gründer von ChampionXperienceund anerkannter Experte SOLIDWORKS, ENOVIAund 3DEXPERIENCE . Er ist spezialisiert auf technischen Support CATIA und ENOVIA sowie die frühzeitige Implementierung von 3DEXPERIENCE und unterstützt Unternehmen bei der Optimierung ihrer PLM-Workflows.

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