一種基于UG的齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā).pdf

一 種 基 于 U G的 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 開(kāi) 發(fā)蘇 純 ,陳 志 偉(常 州 工 學(xué) 院 機(jī) 電 學(xué) 院 ,江 蘇 常 州 213002)摘 要 :介 紹 了 利 用 U G/ OPEN API 和 Access 開(kāi) 發(fā) 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 方 法 。 在U G NX環(huán) 境 下 進(jìn) 行 二 次 開(kāi) 發(fā) ,實(shí) 現(xiàn) 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 尺 寸 反 向 驅(qū) 動(dòng) 建 模 ,同 時(shí) 建 立 以 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 、特 征 參 數(shù) 為 中 心 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) ,從 而 對(duì) 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 管 理 。關(guān) 鍵 詞 :U G;二 次 開(kāi) 發(fā) ;參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) ;數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) ;齒 輪中 圖 分 類 號(hào) :TH122 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 :A 文 章 編 號(hào) :1672 - 1616( 2005) 12 - 0046 - 03近 年 來(lái) CAD/ CAE/ CAM/ PDM 技 術(shù) 得 到 了 迅 速 的 發(fā) 展 ,而漸 開(kāi) 線 齒 輪 是 一 種 重 要 的 機(jī) 械 零 件 ,廣 泛 應(yīng) 用 于 各 種 機(jī) 械 產(chǎn) 品的 傳 動(dòng) 裝 置 中 。 如 何 將 C3P 技 術(shù) 應(yīng) 用 到 齒 輪 設(shè) 計(jì) 上 ,有 效 提 高設(shè) 計(jì) 質(zhì) 量 和 效 率 ,是 廣 大 設(shè) 計(jì) 人 員 面 臨 的 問(wèn) 題 。齒 輪 設(shè) 計(jì) 可 分 為 齒 輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 和 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 兩 部 分 。 齒輪 傳 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 一 般 應(yīng) 首 先 選 擇 材 料 和 熱 處 理 方 法 ,然 后 按 齒 面 接觸 強(qiáng) 度 計(jì) 算 中 心 距 ,再 根 據(jù) 中 心 距 確 定 模 數(shù) 、 齒 數(shù) 、 齒 寬 等 參 數(shù) 。設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 需 要 從 有 關(guān) 的 工 程 手 冊(cè) 或 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 中 查 找 各 種 系 數(shù)或 數(shù) 據(jù) ,并 套 用 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 ,為 了 在 CAD 進(jìn) 程 中 高 效 、 快 速 處 理 ,可 以 將 數(shù) 表 、 線 圖 程 序 化 ,編 程 實(shí) 現(xiàn) 齒 輪 參 數(shù) 的 自 動(dòng) 計(jì) 算 和 數(shù) 據(jù)輸 出 。 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 通 常 先 按 齒 輪 的 直 徑 大 小 ,選 定 合 適 的 結(jié)構(gòu) 形 式 ,還 要 確 定 齒 輪 與 軸 的 聯(lián) 接 形 式 ,最 后 根 據(jù) 具 體 參 數(shù) 進(jìn) 行結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 。 為 便 于 CAE 和 CAM 的 實(shí) 現(xiàn) ,目 前 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)往 往 利 用 三 維 造 型 軟 件 進(jìn) 行 實(shí) 體 設(shè) 計(jì) 。 本 文 針 對(duì) 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓柱 齒 輪 ,開(kāi) 發(fā) 一 種 基 于 通 用 三 維 設(shè) 計(jì) 平 臺(tái) U G和 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管理 系 統(tǒng) Access 的 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) ,以 便 于 集 成 環(huán) 境 下的 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 和 數(shù) 據(jù) 管 理 ,因 而 具 有 一 定 的 現(xiàn) 實(shí) 意 義 。1 設(shè) 計(jì) 思 路 和 實(shí) 現(xiàn) 方 法111 設(shè) 計(jì) 思 路利 用 U G/ OPEN API 對(duì) U G進(jìn) 行 二 次 開(kāi) 發(fā) ,實(shí) 現(xiàn) 漸 開(kāi) 線 直齒 圓 柱 齒 輪 尺 寸 反 向 驅(qū) 動(dòng) 建 模 ,當(dāng) 零 件 尺 寸 參 數(shù) 發(fā) 生 變 化 時(shí) ,設(shè)計(jì) 人 員 通 過(guò) 調(diào) 用 自 定 義 菜 單 和 對(duì) 話 框 實(shí) 現(xiàn) 特 征 參 數(shù) 的 重 新 輸入 ,保 存 為 數(shù) 據(jù) 文 件 ,驅(qū) 動(dòng) U G重 構(gòu) 三 維 模 型 并 生 成 相 應(yīng) 的 工 程圖 。 同 時(shí) 建 立 以 產(chǎn) 品 結(jié) 構(gòu) 、 特 征 參 數(shù) 為 中 心 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) ,該 系統(tǒng) 既 可 以 通 過(guò) 人 機(jī) 交 互 界 面 實(shí) 現(xiàn) 管 理 與 維 護(hù) ,又 可 與 齒 輪 參 數(shù)化 設(shè) 計(jì) 形 成 的 數(shù) 據(jù) 文 件 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 交 換 。112 實(shí) 現(xiàn) 方 法系 統(tǒng) 整 個(gè) 開(kāi) 發(fā) 流 程 如 圖 1 所 示 。 首 先 利 用 U G NX 創(chuàng) 建 漸開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 模 板 ,針 對(duì) 齒 輪 軸 、 實(shí) 心 式 、 腹 板 式 齒 輪 分 別創(chuàng) 建 完 全 參 數(shù) 化 的 三 維 造 型 和 二 維 圖 ,然 后 提 取 特 征 參 數(shù) 創(chuàng) 建部 件 族 Excel 電 子 表 格 。 后 面 的 工 作 沿 兩 條 主 線 進(jìn) 行 ,一 方 面 設(shè)置 U G開(kāi) 發(fā) 環(huán) 境 變 量 ,用 MenuScript 創(chuàng) 建 用 戶 化 齒 輪 模 塊 菜 單 ,用 U IStyler 創(chuàng) 建 人 機(jī) 交 互 對(duì) 話 框 ,在 此 基 礎(chǔ) 上 利 用 Visual C + +6. 0 編 寫(xiě) 程 序 并 編 譯 生 成 動(dòng) 態(tài) 鏈 接 庫(kù) DLL 文 件 ;另 一 方 面 利 用Access創(chuàng) 建 基 于 特 征 參 數(shù) 的 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ,并 利 用 Visual C + +610 創(chuàng) 建 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管 理 程 序 ,實(shí) 現(xiàn) 對(duì) Access 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的 外 部 管 理 ;最后 實(shí) 現(xiàn) Excel 電 子 表 格 文 件 與 Access 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的 數(shù) 據(jù) 交 換 1 。 在U G NX 環(huán) 境 中 ,通 過(guò) 用 戶 化 菜 單 和 對(duì) 話 框 ,調(diào) 用 某 種 結(jié) 構(gòu) 形 式的 齒 輪 所 對(duì) 應(yīng) 的 DLL 文 件 ,再 輸 入 特 征 參 數(shù) ,這 不 僅 可 以 創(chuàng) 建齒 輪 三 維 造 型 和 二 維 圖 ,還 可 查 詢 、 改 寫(xiě) 、 存 儲(chǔ) 相 關(guān) 的 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù)庫(kù) 數(shù) 據(jù) 。圖 1 系 統(tǒng) 開(kāi) 發(fā) 流 程收 稿 日 期 :2005 - 09 - 30作 者 簡(jiǎn) 介 :蘇 純 (1972 - ) ,女 ,江 蘇 徐 州 人 ,常 州 工 學(xué) 院 講 師 ,江 蘇 大 學(xué) 在 讀 碩 士 研 究 生 ,主 要 研 究 方 向 為 CAD/ CAM。642005 年 12 月 中 國(guó) 制 造 業(yè) 信 息 化 第 34 卷 第 12 期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2 系 統(tǒng) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) 和 實(shí) 現(xiàn) 過(guò) 程211 創(chuàng) 建 齒 輪 模 板本 系 統(tǒng) 主 要 創(chuàng) 建 齒 輪 軸 、 整 體 式 齒 輪 及 腹 板 式 齒 輪 3 個(gè) 模板 ,按 高 速 級(jí) 齒 輪 傳 動(dòng) 要 求 考 慮 到 輪 心 的 平 衡 性 及 對(duì) 中 性 ,采 用花 鍵 聯(lián) 接 ,建 立 完 全 參 數(shù) 化 的 圖 形 ,3 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 漸 開(kāi) 線 直 齒圓 柱 齒 輪 模 板 如 圖 2 (a) 、 (b) 、 (c)所 示 。圖 2 3 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 模 板下 面 以 結(jié) 構(gòu) 形 式 最 復(fù) 雜 的 腹 板 式 漸 開(kāi) 線 直 齒 圓 柱 齒 輪 為 例介 紹 創(chuàng) 建 過(guò) 程 。a.根 據(jù) 漸 開(kāi) 線 參 數(shù) 方 程 運(yùn) 用 表 達(dá) 式 、 規(guī) 則 曲 線 工 具 創(chuàng) 建 漸開(kāi) 線 。 考 慮 到 3 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 齒 輪 漸 開(kāi) 線 的 創(chuàng) 建 過(guò) 程 是 一 致 的 ,可 用 記 事 本 創(chuàng) 建 gear. exp 文 件 ,在 U G建 模 環(huán) 境 中 實(shí) 現(xiàn) 重 復(fù) 導(dǎo)入 ,簡(jiǎn) 化 表 達(dá) 式 的 輸 入 過(guò) 程 。b. 經(jīng) 過(guò) 對(duì) 曲 線 的 修 剪 、 拉 伸 生 成 半 齒 實(shí) 體 和 齒 根 圓 圓 柱 ,對(duì)半 齒 作 實(shí) 體 鏡 像 ,再 將 生 成 的 齒 形 實(shí) 體 與 齒 根 圓 圓 柱 作 布 爾 并運(yùn) 算 ,最 后 作 輪 齒 的 圓 周 陣 列 2 。c. 通 過(guò) 拉 伸 、 圓 周 陣 列 、 布 爾 運(yùn) 算 等 一 系 列 操 作 形 成 齒 輪 腹板 造 型 。d. 通 過(guò) 拉 伸 、 布 爾 運(yùn) 算 等 一 系 列 操 作 形 成 齒 輪 內(nèi) 花 鍵 結(jié) 構(gòu)(根 據(jù) 不 同 設(shè) 計(jì) 要 求 ,也 可 創(chuàng) 建 平 鍵 結(jié) 構(gòu) ) 。e. 在 part family 對(duì) 話 框 中 ,添 加 齒 輪 厚 度 、 壓 力 角 、 模 數(shù) 、 齒數(shù) 、 腹 板 直 徑 、 腹 板 厚 度 、 去 重 孔 定 位 圓 直 徑 、 去 重 孔 徑 和 孔 數(shù) 、凸 臺(tái) 外 徑 、 凸 臺(tái) 高 度 、 花 鍵 內(nèi) 外 徑 、 花 鍵 鍵 寬 、 花 鍵 數(shù) 等 共 15 個(gè)參 數(shù) ,生 成 腹 板 式 齒 輪 部 件 族 電 子 表 格 。f . 根 據(jù) 已 有 的 齒 輪 模 型 創(chuàng) 建 二 維 工 程 圖 。 單 擊Application Drafting 下 拉 菜 單 ,進(jìn) 入 工 程 圖 功 能 模 塊 。 設(shè) 置 圖紙 參 數(shù) ,添 加 齒 輪 的 投 影 視 圖 和 剖 視 圖 ,根 據(jù) GB 要 求 對(duì) 圖 形 進(jìn)行 編 輯 修 改 ,最 后 完 成 尺 寸 標(biāo) 注 。在 腹 板 式 齒 輪 模 板 創(chuàng) 建 過(guò) 程 中 ,需 要 注 意 對(duì) 草 圖 的 完 全 約束 ,形 成 部 件 族 電 子 表 格 時(shí) 參 數(shù) 的 提 取 應(yīng) 完 整 ,并 與 DLL 文 件的 參 數(shù) 傳 遞 相 對(duì) 應(yīng) 。 齒 輪 軸 和 實(shí) 心 式 齒 輪 模 板 的 創(chuàng) 建 過(guò) 程 相 似且 更 簡(jiǎn) 單 ,形 成 部 件 族 電 子 表 格 需 要 添 加 的 參 數(shù) 更 少 ,其 中 齒 輪軸 需 要 添 加 齒 輪 厚 度 、 壓 力 角 、 模 數(shù) 、 齒 數(shù) 共 4 個(gè) 參 數(shù) ,實(shí) 心 式 齒輪 需 要 添 加 齒 輪 厚 度 、 壓 力 角 、 模 數(shù) 、 齒 數(shù) 、 花 鍵 內(nèi) 外 徑 、 花 鍵 鍵寬 、 花 鍵 數(shù) 等 共 8 個(gè) 參 數(shù) 。212 設(shè) 置 環(huán) 境 變 量進(jìn) 行 U G/ OPEN API 開(kāi) 發(fā) ,設(shè) 置 開(kāi) 發(fā) 及 運(yùn) 行 環(huán) 境 的 主 要 步驟 如 下 :a. 建 立 E : ugapi 文 件 夾 ,在 ugapi 目 錄 下 建 立 子 目 錄 start2up、 application 和 prt file ,將 創(chuàng) 建 的 齒 輪 軸 、 實(shí) 心 式 和 腹 板 式 齒輪 模 板 復(fù) 制 到 prt file 文 件 夾 中 ,分 別 重 命 名 為 gear1. prt、gear2. prt、 gear3. prt。b.在 控 制 面 板 中 點(diǎn) 擊 系 統(tǒng) 高 級(jí) 環(huán) 境 變 量 ,增 加 環(huán) 境 變量 U G USER DIR ,使 其 指 向 E : ugapi 文 件 夾 。213 創(chuàng) 建 用 戶 化 菜 單U G/ OPEN MenuScript 提 供 了 一 套 用 于 定 義 Unigraphics 菜單 的 腳 本 語(yǔ) 言 ,運(yùn) 用 記 事 本 工 具 按 照 MenuScript 腳 本 語(yǔ) 言 語(yǔ) 法可 以 定 義 gear. men 文 件 ,將 該 文 件 保 存 在 E : ugapi startup 文件 夾 中 。運(yùn) 行 U G NX后 在 主 界 面 上 生 成 的 用 戶 化 菜 單 如 圖 3 所 示 。圖 3 用 戶 化 菜 單214 創(chuàng) 建 交 互 接 口 界 面U G/ OPEN U IStyler 提 供 了 快 速 生 成 Unigraphics 對(duì) 話 框 的功 能 ,產(chǎn) 生 的 對(duì) 話 框 可 以 在 MenuScript 文 件 中 被 調(diào) 用 。a.在 Unigraphics Gateway 狀 態(tài) ,選 擇 Application User In2terface Styler ,進(jìn) 入 U IStyler。b.利 用 U IStyler 提 供 的 控 件 分 別 創(chuàng) 建 整 體 式 、 腹 板 式 齒 輪及 齒 輪 軸 對(duì) 話 框 ,要 求 用 戶 輸 入 的 參 數(shù) 由 其 零 件 族 電 子 表 格 參數(shù) 確 定 。 圖 4 所 示 為 腹 板 式 齒 輪 人 機(jī) 交 互 對(duì) 話 框 。圖 4 腹 板 式 齒 輪 對(duì) 話 框c. 將 各 結(jié) 構(gòu) 形 式 齒 輪 對(duì) 話 框 文 件 ( 3 . dlg 文 件 )保 存 至 E : ugapi application 文 件 夾 中 ,U IStyler 針 對(duì) 每 一 個(gè) 3 . dlg 文 件 自動(dòng) 創(chuàng) 建 對(duì) 應(yīng) 的 3 . h 文 件 和 3 . c 文 件 ,自 動(dòng) 保 存 至 E : ugapi application 文 件 夾 中 。 例 如 整 體 式 齒 輪 對(duì) 話 框 文 件 保 存 為74 現(xiàn) 代 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 蘇 純 陳 志 偉 一 種 基 于 U G的 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 開(kāi) 發(fā) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. gear1. dlg ,則 U IStyler 同 時(shí) 自 動(dòng) 保 存 gear1. h 和 gear1 tem2plate1c 文 件 3 。215 創(chuàng) 建 動(dòng) 態(tài) 鏈 接 庫(kù) 文 件動(dòng) 態(tài) 鏈 接 庫(kù) (DLL)文 件 適 用 于 對(duì) U G/ OPEN API 的 內(nèi) 部 模式 調(diào) 用 ,程 序 只 能 在 Unigraphics 的 界 面 環(huán) 境 下 運(yùn) 行 。 整 體 式 齒輪 對(duì) 應(yīng) 的 動(dòng) 態(tài) 鏈 接 庫(kù) 文 件 (gear1. dll)創(chuàng) 建 過(guò) 程 如 下 :a. 在 Visual C + + 中 創(chuàng) 建 Win32 Dynamic - Link Library 工程 ,命 名 為 gear1. dsw。b. 設(shè) 置 工 程 環(huán) 境 。c.在 gear1. dsw 的 Source Flies 中 添 加 gear1 template. cpp(由 gear1 template. c 文 件 改 名 ) , Header Files 中 添 加 文 件gear1. h。d. 編 輯 gear1 template. . cpp 文 件 ,將 # include 修 改 為 # include“ gear1. h” ,并 根 據(jù) 程 序 功 能 要 求 修 改 各 回 調(diào) 函數(shù) 。 如 將 回 調(diào) 函 數(shù) GEAR open cb ()修 改 后 增 加 代 碼 如 下 :/ / 將 查 詢 已 經(jīng) 存 在 的 齒 輪 設(shè) 置 為 當(dāng) 前 顯 示 的 部 件 / /part tag = UF PART ask part tag (instance) ;UF PART set display part (part tag) ;UF terminate () ;/ 3 Callback acknowledged , do not terminate dialog 3 /return(UF U I CB CON TINU E DIALO G) ;/ 3 or Callback acknowledged , terminate dialog. 3 / 3 return(UF U I CB EXIT DIALO G ) ; 3 /e. 編 譯 鏈 接 生 成 gear1. dll 文 件 ,復(fù) 制 到 E : ugapi startup文 件 夾 下 。整 體 式 和 腹 板 式 齒 輪 的 DLL 文 件 創(chuàng) 建 過(guò) 程 同 上 ,只 是 需 要修 改 回 調(diào) 函 數(shù) 時(shí) 設(shè) 置 模 板 文 件 名 分 別 為 gear2. prt 和 gear3. prt。216 齒 輪 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)在 利 用 Access 建 立 齒 輪 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 時(shí) ,齒 輪 軸 、 實(shí) 心 式 、 腹板 式 直 齒 圓 柱 齒 輪 分 別 對(duì) 應(yīng) 一 個(gè) 表 ,表 中 每 個(gè) 字 段 對(duì) 應(yīng) 齒 輪 的一 個(gè) 主 要 參 數(shù) 。 在 對(duì) 每 張 數(shù) 據(jù) 表 建 立 查 詢 和 窗 體 后 ,就 可 在 Ac2cess運(yùn) 行 界 面 下 方 便 地 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 管 理 。 為 方 便 用 戶 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 的外 部 管 理 ,可 用 VC + + 編 程 創(chuàng) 建 應(yīng) 用 程 序 。 首 先 利 用 ODBC 技術(shù) 連 接 數(shù) 據(jù) 源 ,即 連 接 至 齒 輪 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ,然 后 創(chuàng) 建 人 機(jī) 接 口 界面 ,最 后 修 改 控 件 按 鈕 程 序 即 可 。 圖 5 所 示 為 用 于 編 輯 實(shí) 心 式齒 輪 數(shù) 據(jù) 表 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管 理 界 面 。圖 5 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管 理 界 面在 針 對(duì) 每 種 齒 輪 建 表 時(shí) ,應(yīng) 使 表 中 字 段 與 該 齒 輪 模 板 部 件族 電 子 表 格 字 段 一 一 對(duì) 應(yīng) 。 這 樣 當(dāng) 某 種 齒 輪 模 板 部 件 族 電 子 表格 文 件 內(nèi) 容 發(fā) 生 了 變 化 ,可 以 用 Access 打 開(kāi) 齒 輪 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ,利用 下 拉 菜 單 文 件 獲 取 外 部 數(shù) 據(jù) 導(dǎo) 入 ,選 擇 某 種 齒 輪 模 板 部件 族 電 子 表 格 文 件 ,即 可 將 其 轉(zhuǎn) 化 為 Access 表 ,并 覆 蓋 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中原 有 的 同 名 表 格 。 由 于 字 段 名 沒(méi) 有 變 化 ,原 來(lái) 設(shè) 置 好 的 查 詢 和窗 體 等 功 能 可 以 繼 續(xù) 使 用 ,因 而 在 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 可 對(duì) 該 表 進(jìn) 行 直 接操 作 ,也 可 利 用 VC 應(yīng) 用 程 序 對(duì) 該 表 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 外 部 管 理 。 從 而實(shí) 現(xiàn) 了 U G建 立 的 部 件 族 電 子 表 格 文 件 與 產(chǎn) 品 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 之 間 的 數(shù)據(jù) 交 換 ,簡(jiǎn) 單 易 用 ,避 免 了 復(fù) 雜 的 編 程 。3 系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 方 法基 于 U G的 直 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 采 用 的 是 模 塊 化 設(shè)計(jì) 方 法 ,可 以 采 用 相 似 的 方 法 實(shí) 現(xiàn) 斜 齒 圓 柱 齒 輪 、 錐 齒 輪 等 的 參數(shù) 化 設(shè) 計(jì) ,將 原 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 為 通 用 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 。由 于 通 過(guò) 修 改 用 戶 化 菜 單 文 件 可 以 分 別 調(diào) 用 各 種 類 型 齒 輪 的 動(dòng)態(tài) 鏈 接 庫(kù) 文 件 ,所 以 系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 較 易 識(shí) 別 。 如 實(shí) 現(xiàn) 斜 齒 圓 柱 齒輪 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 的 具 體 做 法 如 下 :a. 創(chuàng) 建 各 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 斜 齒 輪 的 完 全 參 數(shù) 化 三 維 實(shí) 體 造 型 模板 。b. 通 過(guò) 編 輯 修 改 gear. men 文 件 ,實(shí) 現(xiàn) 齒 輪 庫(kù) 用 戶 化 菜 單 的修 改 ,在 一 級(jí) 菜 單 增 設(shè) 斜 齒 輪 ,其 二 級(jí) 菜 單 設(shè) 為 各 種 具 體 的 結(jié) 構(gòu)形 式 斜 齒 輪 。c.根 據(jù) 每 一 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 斜 齒 輪 模 板 提 取 的 幾 何 參 數(shù) ,利 用U G/ OPEN U IStyler 創(chuàng) 建 其 對(duì) 應(yīng) 的 對(duì) 話 框 。d.創(chuàng) 建 各 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 斜 齒 輪 對(duì) 應(yīng) 的 動(dòng) 態(tài) 鏈 接 庫(kù) 文 件 ,創(chuàng) 建過(guò) 程 中 3 template. cpp 文 件 可 以 利 用 直 齒 輪 對(duì) 應(yīng) 的 程 序 文 件 作簡(jiǎn) 單 修 改 得 到 ,即 只 需 修 改 查 詢 參 數(shù) 所 在 的 電 子 表 格 名 稱 及 調(diào)用 的 顯 示 部 件 模 板 名 稱 。e. 在 齒 輪 參 數(shù) 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 根 據(jù) 斜 齒 輪 結(jié) 構(gòu) 分 類 分 別 創(chuàng) 建 數(shù) 據(jù)表 ,利 用 原 有 的 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 管 理 程 序 以 類 比 方 法 對(duì) 程 序 作 適 當(dāng) 修改 ,創(chuàng) 建 各 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 斜 齒 輪 數(shù) 據(jù) 表 的 管 理 程 序 。4 結(jié) 束 語(yǔ)本 參 數(shù) 化 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 有 效 地 提 高 了 利 用 U G設(shè) 計(jì) 漸 開(kāi) 線 直 齒圓 柱 齒 輪 的 效 率 。 由 于 將 三 維 圖 形 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 化 為 數(shù) 值 數(shù) 據(jù) 保 存 ,并 對(duì) 齒 輪 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 集 中 統(tǒng) 一 的 管 理 ,因 而 所 占 用 的 計(jì) 算 機(jī) 資 源少 ,有 利 于 管 理 ,且 便 于 集 成 環(huán) 境 下 的 協(xié) 同 設(shè) 計(jì) 。參 考 文 獻(xiàn) : 1 董 正 衛(wèi) ,田 立 中 ,付 宜 利 . U G/ OPEN API 編 程 基 礎(chǔ) M1 北 京 :清 華 大 學(xué) 出 版 社 ,200212 宋 曉 華 ,周 明 安 . 基 于 U G/ OPEN API 的 齒 輪 模 塊 開(kāi) 發(fā) J . 機(jī)械 研 究 與 應(yīng) 用 ,2004 (12) :111 - 11213 孟 廣 軍 ,張 明 ,王 安 敏 . U G軟 件 的 用 戶 界 面 開(kāi) 發(fā) 技 術(shù) J 1 機(jī)械 ,2004 ,31 (5) :39 - 421(下 轉(zhuǎn) 第 50 頁(yè) )842005 年 12 月 中 國(guó) 制 造 業(yè) 信 息 化 第 34 卷 第 12 期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 對(duì) 于 葉 背 : x 1 = x - i y wy1 = y + i x w(7) 對(duì) 于 葉 盆 : x 2 = x + i y wy2 = y - i x w(8)將 式 (2) (6) 代 入 式 (7) 、 (8) ,得 :x 1 = k t2. 5 - 11 + (2. 5 k t 1. 5) 2w 0 - t01 + (2. 5 k t 1. 5) 2 d t coty1 = t + 2. 5 k t1. 51 + (2. 5 k t1. 5) 2w 0 - t01 + (2. 5 k t1. 5) 2 d t cot(9)x 2 = k t2. 5 + 11 + (2. 5 k t 1. 5) 2w 0 - t01 + (2. 5 k t 1. 5) 2 d t coty2 = t - 2. 5 k t1. 51 + (2. 5 k t1. 5) 2w 0 - t01 + (2. 5 k t1. 5) 2 d t cot(10)圖 3 輪 廓 線 示 意 圖4 葉 背 、 葉 盆 輪 廓 線 上 離 散 點(diǎn) 的 生 成應(yīng) 用 目 前 流 行 的 CAD/ CAM 軟 件 ,難 以 直 接 用 以 上 的 參 數(shù)方 程 式 (9) 、 (10)來(lái) 表 達(dá) 葉 背 、 葉 盆 輪 廓 線 。 然 而 ,我 們 卻 可 以 應(yīng)用 有 關(guān) 的 數(shù) 值 計(jì) 算 方 法 ,根 據(jù) 參 數(shù) 方 程 式 (9) 、 (10) 來(lái) 計(jì) 算 出 一系 列 葉 背 、 葉 盆 輪 廓 線 上 的 離 散 點(diǎn) 。 以 一 系 列 有 序 的 離 散 的“ 點(diǎn) ” 來(lái) 替 代 一 條 連 續(xù) 的 “ 線 ” 。 經(jīng) 這 樣 處 理 后 ,可 以 利 用 現(xiàn) 有 的CAD/ CAM 軟 件 生 成 所 需 的 復(fù) 雜 曲 線 。圖 2 (a)中 彎 曲 的 中 心 線 可 以 看 成 是 由 一 系 列 離 散 點(diǎn) 構(gòu) 成的 。 以 中 心 線 開(kāi) 始 彎 曲 時(shí) 的 點(diǎn) 作 為 原 點(diǎn) O ,則 每 一 個(gè) 離 散 點(diǎn) 到O 點(diǎn) 的 弧 長(zhǎng) 是 拓 撲 變 換 中 的 不 變 量 ,即 經(jīng) 過(guò) 拓 撲 變 換 不 會(huì) 改 變的 量 。 這 樣 ,就 可 以 通 過(guò) 不 變 量 來(lái) 控 制 所 生 成 的 輪 廓 線 。葉 背 輪 廓 線 及 葉 盆 輪 廓 線 是 隨 著 粗 加 工 、 精 加 工 改 變 的 一系 列 曲 線 。 這 樣 ,在 進(jìn) 行 數(shù) 控 編 程 時(shí) 就 要 對(duì) 應(yīng) 生 成 一 系 列 復(fù) 雜的 非 線 性 函 數(shù) 曲 線 。 借 助 本 文 的 數(shù) 據(jù) 處 理 方 法 ,不 僅 可 以 準(zhǔn) 確地 按 設(shè) 計(jì) 要 求 進(jìn) 行 葉 輪 造 型 ,而 且 可 以 根 據(jù) 理 論 計(jì) 算 以 及 以 往經(jīng) 驗(yàn) ,在 造 型 階 段 就 有 意 識(shí) 地 適 當(dāng) 改 變 長(zhǎng) 度 l 和 寬 度 w 1 , w 2 的函 數(shù) 關(guān) 系 ,即 通 過(guò) 適 當(dāng) 改 變 走 刀 軌 跡 對(duì) 葉 輪 加 工 中 的 變 形 和 回彈 進(jìn) 行 軟 件 補(bǔ) 償 。5 結(jié) 束 語(yǔ)由 復(fù) 雜 曲 線 上 的 離 散 點(diǎn) 序 列 生 成 復(fù) 雜 函 數(shù) 曲 線 的 方 法 ,解決 了 CAD/ CAM 軟 件 難 以 直 接 生 成 復(fù) 雜 函 數(shù) 曲 線 的 問(wèn) 題 。 上 述方 法 已 應(yīng) 用 于 直 紋 面 類 型 葉 輪 的 造 型 ,并 使 造 型 過(guò) 程 大 為 簡(jiǎn) 化 。具 體 葉 輪 造 型 步 驟 見(jiàn) 文 獻(xiàn) 2 ,3 。直 紋 面 葉 輪 葉 背 、 葉 盆 輪 廓 線 的 生 成 方 法 使 得 葉 輪 造 型 階段 的 CAD 與 加 工 階 段 的 CAM 有 機(jī) 地 聯(lián) 系 在 一 起 ,為 CAD/CAM 的 集 成 提 供 了 具 體 的 實(shí) 例 。參 考 文 獻(xiàn) : 1 美 M E 摩 滕 森 1 幾 何 造 型 學(xué) M 1 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1992 :135 - 137. 2 李 衛(wèi) 東 1 智 能 數(shù) 控 自 動(dòng) 編 程 基 礎(chǔ) 技 術(shù) 研 究 D1 南 京 :南 京 航空 航 天 大 學(xué) ,1999. 3 李 衛(wèi) 東 ,朱 劍 英 ,吳 洪 濤 1B 樣 條 列 表 曲 線 直 線 插 補(bǔ) 的 自 適 應(yīng)算 法 J ,機(jī) 械 科 學(xué) 與 技 術(shù) ,1999 ,18 (1) :86 - 88.Generating Method of Non - equidistant Curves Extracted from Ruled Surface Impeller