擺線齒錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及加工仿真

PAGE54緒論1.1擺線齒錐齒輪概述螺旋錐齒輪用于兩相交軸或交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，具有傳動(dòng)性能優(yōu)良，承載能力高等優(yōu)良特性，是錐齒輪技術(shù)發(fā)展的主要齒制。螺旋錐齒輪按齒線類型可分為弧齒和長(zhǎng)幅外擺線等高齒（簡(jiǎn)稱擺線齒）兩種。擺線齒錐齒輪，根據(jù)銑齒機(jī)的不同，一般分為Oerlikon制（簡(jiǎn)稱“奧”制）和Klingelnberg制（簡(jiǎn)稱“克”制）。格利森弧齒螺旋錐齒輪技術(shù)發(fā)展比較完善，廣泛采用硬齒面磨齒技術(shù)，齒輪的加工精度高，承載能力強(qiáng)，在工程中應(yīng)用較廣。該種齒制的螺旋錐齒輪在我國(guó)也已經(jīng)有了比較深入的研究和廣泛的應(yīng)用。奧利康擺線錐齒輪采用刀傾銑齒法，銑齒調(diào)整和計(jì)算十分復(fù)雜，在一定程度上限制了它的推廣。“克”制和“奧”制兩種齒制的共同特點(diǎn)是都采用等高齒和采用連續(xù)分度雙面法銑齒。兩種齒制的主要差別在于，“奧”制用刀傾法控制齒面接觸區(qū)；“克”制銑齒機(jī)上無刀傾機(jī)構(gòu)，利用內(nèi)外切雙層可調(diào)刀盤，調(diào)整外切與內(nèi)切刀片回轉(zhuǎn)中心的偏距來控制兩齒面接觸區(qū)。大傳動(dòng)比“奧”制錐齒輪可用半展成法加工，效率高，多用于汽車行業(yè)；“克”制有大尺寸規(guī)格的銑齒機(jī)，可進(jìn)行硬齒面刮削，多用于重型機(jī)械行業(yè)?？肆重惛駭[線齒螺旋錐齒輪的法向齒廓為近似的平面漸開線，其齒線為延伸外擺線。大端與小端的齒高相等，即齒輪的頂錐角、分錐角和根錐角都相等。其基本齒廓[1]見表1.1。表1.1克林根貝爾格搖線齒螺旋錐齒輪基本齒廓齒線種類齒制基準(zhǔn)齒形參數(shù)變位方式齒高種類αnha*c*βm擺線齒Cyclo-Palloid20°10.25由刀盤確定徑向+切向變位等高齒PAGE54除軸交角Σ=90°的螺旋錐齒輪外，克林根貝爾格銑齒機(jī)還能加工軸交角Σ≠90°的螺旋錐齒輪和軸線偏置一定距離的準(zhǔn)雙曲面螺旋錐齒輪。但幾何計(jì)算方法不同。本文主要研究錐齒輪副兩軸線相交且軸交角Σ=90°的螺旋錐齒輪制造。1.2擺線齒錐齒輪的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1擺線齒錐齒輪的國(guó)外研究發(fā)展PAGE54螺旋錐齒輪理論最初是由美國(guó)格利森公司的科學(xué)家E.Wild-haber及M.L.Baxter等人提出。E.Wildhaber用立體幾何方法導(dǎo)出了螺旋錐齒輪齒面法曲率的計(jì)算公式，引入極限壓力角和極限齒線曲率的概念，給出了輪坯設(shè)計(jì)的方法[2]。M.L.Baxter提出了準(zhǔn)雙曲面齒輪的參考幾何體系，進(jìn)一步完善了準(zhǔn)雙曲面齒輪界面分析的數(shù)學(xué)模型[3]。芝加哥大學(xué)F.L.Litvin教授一直致力于格利森錐齒輪設(shè)備和加工方法為基礎(chǔ)的新的弧齒錐齒輪共扼齒面形成方法的研究[4-5]。文獻(xiàn)[6-7]以微分幾何為基礎(chǔ)，研究齒輪的幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)，形成完較為系統(tǒng)權(quán)威的齒輪嚙合理論。F.L.Litvin提出的局部綜合法[8]，其主要思路是預(yù)先規(guī)定嚙合要求，依次計(jì)算大輪機(jī)床設(shè)置參數(shù)和滿足小輪參考點(diǎn)二階參數(shù)要求的全部機(jī)床和刀具參數(shù)。這種研究近似嚙合的方法，其目的是要在指定的接觸點(diǎn)鄰域內(nèi)達(dá)到最佳的嚙合質(zhì)量。文獻(xiàn)[9-10]詳細(xì)論述的端面銑齒螺旋錐齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)[11]對(duì)擺線齒錐齒輪的嚙合接觸，應(yīng)力分析方面作了計(jì)算機(jī)仿真模擬。在齒面接觸區(qū)分析及有限元分析等齒輪理論分析方面，文獻(xiàn)[12]就小模數(shù)齒輪疲勞裂紋生長(zhǎng)作了有限元模擬分析；文獻(xiàn)[13]做了失配螺旋錐齒輪齒面接觸區(qū)分析（TCA）的計(jì)算機(jī)模擬。所有的金屬切削機(jī)床中，曲齒錐齒輪加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，目前只有美國(guó)的格里森、瑞士的奧利康和德國(guó)的克林貝格公司擁有比較權(quán)威的技術(shù)，前者生產(chǎn)弧齒錐齒輪，后兩者生產(chǎn)擺線齒錐齒輪。這兩種齒制的錐齒輪成為螺旋錐齒輪發(fā)展的兩個(gè)方向[14]。到目前為止，世界上應(yīng)用最多的曲齒錐齒輪加工機(jī)床主要產(chǎn)自這三大公司。其中在大型和硬齒面曲齒錐齒輪加工機(jī)床中，克林根貝格錐齒輪占有優(yōu)勢(shì)地位。克林貝格公司最先采用“Palloid”錐齒輪加工方法，此法是利用錐形滾刀與工件間的連續(xù)滾切齒，屬于連續(xù)分度切齒法，切出的齒輪輪齒等高，縱向齒線為延伸外擺線。由于這種方法采用的錐形滾刀機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，有制造和刃磨困難等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到了限制。為了改進(jìn)Palloid法，Klingelnberg公司于20世紀(jì)60年代推出了一種新的齒制Cyclo-Palloid（擺線-準(zhǔn)漸開線）錐齒輪，其輪齒等高，縱向齒線為延伸外擺線，齒廓方向?yàn)闈u開線。相應(yīng)的設(shè)計(jì)制造出加工這種齒制錐齒輪的AMK系列加工機(jī)床，此系列的機(jī)床不僅能實(shí)現(xiàn)軟齒面加工，而且還可以進(jìn)行硬齒面刮削加工。硬齒面刮削加工方法，是采用大功率強(qiáng)力刮削加工，故稱為高功率齒輪（HighPowerGear）加工法，簡(jiǎn)稱HPG加工法[15]PAGE54。HPG加工法是在錐齒輪經(jīng)過粗切和表面淬火之后進(jìn)行，可用加工軟齒面的同一機(jī)床，但需要將切削刀具更換為硬齒面專用的HPG刀具。這種刀具刀柄和刀頭分開制造，用夾持器夾緊在刀盤上，這樣不僅可以覆蓋較大的模數(shù)范圍，而且還能比較經(jīng)濟(jì)和容易的更換硬質(zhì)合金刀片。采用硬齒面刮削方法加工齒輪時(shí)，考慮硬刮削加工余量，應(yīng)將齒面的淬硬層適當(dāng)加厚，以保證HPG加工后的齒輪表面仍有足夠的硬度和硬化層深度。經(jīng)過HPG法加工，可以消除熱處理變形，提高齒面硬度、齒輪精度、輪齒表面質(zhì)量和齒輪的承載能力，并使齒輪副的接觸區(qū)處在比較理想的位置，從而提高齒面接觸強(qiáng)度?？肆重惛裣盗袡C(jī)床中，AMK-635、AMK-852、AMK-855和AMK-1602機(jī)床都可以用于硬齒面刮削加工。FK41C型銑齒機(jī)加工的最小模數(shù)可達(dá)mn=0.2mm，可用于加工小模數(shù)擺線齒錐齒輪。AMK型銑齒機(jī)最大加工模數(shù)=35mm，最大加工直徑為2000mm，特別適合于重型齒輪的硬齒面刮削。由于刀軸不傾斜，刀具齒形角便于標(biāo)準(zhǔn)化，這對(duì)于單件和小批量生產(chǎn)十分有利。隨著數(shù)控加工（CNC）技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，齒輪加工機(jī)床正向著柔性化、智能化方向發(fā)展，克林貝格公司開發(fā)了KNC系列全自動(dòng)數(shù)控銑齒機(jī)，加工模數(shù)范圍mn=0.5mm～13mm，最大加工直徑為1.2.2擺線齒錐齒輪的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用情況近年來克林貝格螺旋錐齒輪正受到齒輪界越來越多的關(guān)注[16]，我國(guó)學(xué)者也開展了不少的基礎(chǔ)研究工作。張文祥最早從理論上研究了克林根貝格錐齒輪的根切問題[16]；馮憶艱推導(dǎo)了克林根貝格錐齒輪的齒面方程[17]，并描繪了齒面嚙合的運(yùn)動(dòng)接觸情況[18]；曾韜在文章中論述了端面滾齒法在克林根貝格錐齒輪中的應(yīng)用[19]；東北大學(xué)陳良玉、劉志峰對(duì)克林根貝格擺線齒錐齒輪輪齒幾何、接觸分析和運(yùn)動(dòng)優(yōu)化做了分析[20]。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)董學(xué)朱對(duì)擺線齒錐齒輪連續(xù)分類法銑齒原理進(jìn)行了系統(tǒng)研究[21]，提出了一種展成克林根貝爾格錐齒輪精確的切齒調(diào)整計(jì)算新方法[22]。文獻(xiàn)[23]也提出了克林根貝格擺線齒錐齒輪幾何設(shè)計(jì)的新方法；文獻(xiàn)[24]從新的角度研究了克林根貝格錐齒輪銑齒機(jī)的工作原理。在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用方面，先后有南京高速齒輪箱廠、沈陽礦山機(jī)機(jī)械廠、北京發(fā)電設(shè)備總廠、首鋼機(jī)械廠、西北煤機(jī)廠、唐山冶金機(jī)械廠、淮南煤礦機(jī)械廠等廠家引進(jìn)了AMK系列克林根貝爾格公司生產(chǎn)的銑齒機(jī)和銑刀盤及其配套的檢驗(yàn)機(jī)等設(shè)備及相關(guān)技術(shù)資料[25]，主要用在發(fā)電設(shè)備、礦山機(jī)械，例如發(fā)電廠的磨煤機(jī)，鋼廠軋鋼機(jī)掘進(jìn)機(jī)。目前國(guó)內(nèi)沒有還無法生產(chǎn)擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)，但是在配套的銑齒刀具上哈爾濱第一工具廠已經(jīng)自主研發(fā)的“克林貝格制擺線等高齒弧齒錐齒輪銑刀”已經(jīng)批量生產(chǎn)，現(xiàn)已經(jīng)完全可以代替進(jìn)口，為克林貝格制錐齒輪的加工設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化創(chuàng)造了有利條件。PAGE541.3課題的研究意義和主要研究?jī)?nèi)容我國(guó)目前已有許多企業(yè)引進(jìn)了加工這種擺線錐齒輪的AMK系列銑齒機(jī)和硬齒面刮削加工技術(shù)。與格利森弧齒螺旋錐齒輪相比克林貝格擺線齒螺旋錐齒輪具有一些鮮明的特點(diǎn)：采用連續(xù)切削法和雙層刀盤，避免了跳齒分度，提高了生產(chǎn)率，也有利于提高加工精度；采用硬齒面刮削法可不用磨削加工而生產(chǎn)硬齒面齒輪以提高承載能力，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝；可在同一機(jī)床上實(shí)現(xiàn)粗精切加工從而有利于節(jié)省設(shè)備投資。由于克林貝格擺線齒螺旋錐齒輪具有承載能力高和投資省的優(yōu)點(diǎn)，所以在重礦、冶金石油機(jī)械等大型機(jī)械中采用這種螺旋錐齒輪具有良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)性。這些研究成果對(duì)于改變國(guó)內(nèi)企業(yè)主要依靠引進(jìn)機(jī)床附帶軟件進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)及切齒調(diào)整計(jì)算的現(xiàn)狀、提高機(jī)床的使用效益具有重要意義?？肆重惛駭[線齒螺旋錐齒輪齒形較為復(fù)雜，齒面為空間曲面，需要專用的銑齒機(jī)加工，設(shè)計(jì)工作主要依靠隨機(jī)附帶的計(jì)算軟件完成，使設(shè)計(jì)過程和數(shù)據(jù)結(jié)果不具有直觀性，在一定程度上對(duì)齒輪的前期設(shè)計(jì)工作造成了一定的局限，給實(shí)際應(yīng)用帶來了不便。又由于其幾何設(shè)計(jì)及切齒調(diào)整計(jì)算過程繁復(fù)、計(jì)算過程計(jì)算量大，而且個(gè)別參數(shù)需要反復(fù)計(jì)算，有時(shí)當(dāng)某個(gè)參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)造成全部數(shù)據(jù)推翻重新計(jì)算的情況，所以純粹的手動(dòng)計(jì)算也相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí)。針對(duì)這些情況在克林貝格擺線錐齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面國(guó)內(nèi)的研究工作者也已經(jīng)作了不少工作，但多數(shù)是對(duì)其設(shè)計(jì)過程中某個(gè)獨(dú)立的部分進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)，如僅實(shí)現(xiàn)對(duì)齒形和齒面的設(shè)計(jì)和仿真，缺乏建立在軟件工程基礎(chǔ)上的CAD系統(tǒng)整體的研究開發(fā)，真正能將克林貝格擺線錐齒輪整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程、參數(shù)化繪圖及實(shí)體仿真過程完全由計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)并相互銜接的軟件并不多見。鑒于此，本課題將克林貝格擺線錐齒輪作為研究對(duì)象，依照克林貝格擺線錐齒輪設(shè)計(jì)和制造的基本理論，利用面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，編制了克林貝格擺線錐齒輪的幾何參數(shù)計(jì)算、強(qiáng)度校核計(jì)算、受力分析、切齒調(diào)整卡計(jì)算、齒輪圖形參數(shù)化繪制及齒輪實(shí)體的參數(shù)化建模等程序模塊，最終目的是形成一套完善、可靠、實(shí)用的擺線錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖及仿真系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)縮短克林貝格擺線錐齒輪的設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率具有實(shí)際的意義。通過分析克林貝格擺線錐齒輪銑齒原理和幾何設(shè)計(jì)及制造的基本理論，并整理其強(qiáng)度校核計(jì)算方法，利用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ǎ訴isualBasic6.0作為開發(fā)語言，編制了克林貝格擺線錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助幾何參數(shù)計(jì)算模塊，結(jié)合專門的擺線錐齒輪數(shù)據(jù)庫編制了其受力分析及強(qiáng)度檢驗(yàn)計(jì)算模塊，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其切齒調(diào)整卡的計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存和輸出。進(jìn)一步以AutoCAD2006PAGE54作為軟件的圖形系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，利用ActiveXAutomation技術(shù)，編制了齒輪二維圖形的參數(shù)化繪制和實(shí)體的參數(shù)化建模仿真模塊，最終形成一套可靠、實(shí)用、方便的擺線錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與仿真的軟件系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)各種專業(yè)書刊及文獻(xiàn)上也是鮮有論述，而且各廠家只是單純地利用一些引進(jìn)的技術(shù)資料進(jìn)行生產(chǎn)加工。我們知道，鼓形齒設(shè)計(jì)最初的出發(fā)點(diǎn)是要保證輪齒在最大傾角的情況下，相互嚙合的輪齒表面相切而不相交，即不發(fā)生邊緣點(diǎn)接觸，并盡可能減少棱邊接觸。在經(jīng)過了上述的近似之后，還能否滿足設(shè)計(jì)要求就很難確定了。而且即使在推出齒面方程和齒面之間的接觸線方程的情況下。僅僅靠理論計(jì)算來分析它的嚙合性能、接觸區(qū)中心所在齒線方向的位置、嚙合齒面之間鼓形量的大小等一方面比較繁瑣，另一方面也很難把理論分析的結(jié)果反映到實(shí)際的齒輪副上，不能夠直觀地表達(dá)出理論分析所得出的結(jié)論。只有當(dāng)齒輪副加工出來之后，經(jīng)過試驗(yàn)分析才能真正明確，而且加工過程中需要反復(fù)試切、對(duì)滾、修正，因此，增加了加工的成本和時(shí)間。而在目前計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)已發(fā)展到相當(dāng)高的水平，其性能價(jià)格比也為一般企業(yè)或設(shè)計(jì)單位都可以使用。在此情況下，若能充分利用計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算和圖形顯示功能，研制出Klingelnberg螺旋錐齒輪建模軟件，那將可以在很大程度上提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在這種假設(shè)下，提出了本課題的研究。本課題擬從Klingelnberg螺旋錐齒輪的加工原理即平面產(chǎn)形輪原理出發(fā)[7]，結(jié)合實(shí)際的加工過程利用計(jì)算機(jī)模擬加工，分別加工出大、小齒輪，再看它們的嚙合情況。本課題研究的主要目標(biāo)是：在設(shè)計(jì)人員理論上完成了齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)、刀盤的基本參數(shù)、刀位參數(shù)的前提下，利用Klingelnberg螺旋錐齒輪的計(jì)算機(jī)加工程序，自動(dòng)虛擬加工出一對(duì)齒輪副，并模擬它們?cè)趯?shí)際工況下的嚙合狀態(tài)，從而可以全方位地觀察到未來齒輪副的嚙合情況。例如：接觸區(qū)的中心位置，兩齒輪副是否發(fā)生干涉，鼓形量的大小等。通過模擬加工程序，可以省去其加工過程中對(duì)實(shí)物的反復(fù)試切，達(dá)到省時(shí)、省事、經(jīng)濟(jì)的目的；也可為以后其它方面的分析，如齒輪傳動(dòng)過程中的受力分析、接觸區(qū)的變形情況等提供條件。PAGE542擺線齒錐齒輪傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程2.1擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)2.1.1銑齒機(jī)型號(hào)與特點(diǎn)克林貝格AMK系列和KNC系列銑齒機(jī)，都用連續(xù)分度雙面銑齒展成法加工擺線齒螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪。刀軸不傾斜。其中某些型號(hào)的銑齒機(jī)可用于硬齒面刮削。除銑齒機(jī)外，克林貝格制還有WNC-30和WNC-40型全數(shù)控磨齒機(jī)，配有雙磨頭，可以用不同尺寸的砂輪磨削輪齒的凹面和凸面。為了滿足不同精度等級(jí)、多種規(guī)格尺寸、軟硬齒面等擺線齒螺旋錐齒輪的加工需要，克林貝格公司推出了多種型號(hào)的切齒機(jī)床，有AMK250、AMK400、AMK635、AMK855、AMK1602等。AMK系列銑齒機(jī)床加工模數(shù)范圍為mn=1-35mm，最大加工外徑為2000mm所有AMK系列機(jī)床都具有短而剛性好的齒輪傳動(dòng)鏈，雙蝸桿驅(qū)動(dòng)的分度機(jī)構(gòu)，高精度的分度元件以及較大的輸入功率。該系列的機(jī)床可以非常經(jīng)濟(jì)的加工螺旋角為零度的自對(duì)中面式離合器，并且具有較高的加工效率。AMK銑齒機(jī)上可用整體或雙層刀盤加工軟齒面，其中AMK-635、AMK-852、AMK-855和AMK-1602等型號(hào)銑齒機(jī)可用于硬齒面刮削加工。KNC型銑齒機(jī)是全自動(dòng)數(shù)控銑齒機(jī)，與機(jī)床相聯(lián)的微機(jī)可以計(jì)算齒輪的幾何參數(shù)以及刀具和銑齒工藝參數(shù)；通過操作位置的顯示器進(jìn)行齒面接觸區(qū)的修正；可以自動(dòng)換刀和裝卸工件。KNC型銑齒機(jī)的生產(chǎn)率高，同時(shí)具有較大的柔性，可以與其他加工和測(cè)量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。2.2.2銑齒機(jī)調(diào)整參數(shù)如圖2-1所示為KNC-40、KNC-60型全自動(dòng)銑齒機(jī)的9個(gè)主要參數(shù)，由微機(jī)控制。AMK型銑齒機(jī)沒有微機(jī)控制系統(tǒng)，需要人工調(diào)整這9個(gè)參數(shù)，確定輪坯與刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。9個(gè)參數(shù)大致可以分成5組：PAGE54（1）刀盤和輪坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng) AMK型銑齒機(jī)，按刀齒組數(shù)和被加工齒輪齒數(shù)確定由刀盤到輪坯傳動(dòng)鏈中分度交換齒輪比T，保證刀盤轉(zhuǎn)過一組齒時(shí)，冠輪和輪坯各轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，實(shí)現(xiàn)連續(xù)分度。（2）搖臺(tái)位置及展成進(jìn)給A 用展成法銑齒時(shí)，搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要確定展成起始和終止搖臺(tái)角；AMK型銑齒機(jī)，通過調(diào)整差動(dòng)交換齒輪比WK，將搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)按一定的關(guān)系附加到冠輪和輪坯上，形成展成運(yùn)動(dòng)；搖臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)為展成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。粗銑無展成切入銑齒時(shí)，需要確定切入搖臺(tái)角。（3）切入進(jìn)給X 調(diào)X控制切入深度，對(duì)于模數(shù)較大的齒輪，一般先鎖住搖臺(tái)，用切入進(jìn)給連續(xù)分度銑齒法開槽，然后再用展成法精銑。（4）刀盤位置 調(diào)偏心盤V的角度τ確定刀位Ex，即內(nèi)刀盤軸線至搖臺(tái)軸線的距離；調(diào)E確定刀盤安裝角M，從而確定外刀盤與刀盤回轉(zhuǎn)中心的偏距。（5）輪坯位置 調(diào)確定輪坯安裝角M內(nèi)δ；調(diào)確定輪位；調(diào)Z確定垂直輪位。2.3.3銑齒刀具克林貝格制銑刀盤可分為：整體尖齒刀盤、mn=0.2～1.5mm的鑲有圓盤刀齒的鑲齒雙層刀盤、雙層萬能刀盤和硬齒面刮削刀盤。加工左旋齒輪時(shí)，用逆時(shí)針回轉(zhuǎn)的左旋刀盤；加工右旋齒輪式時(shí)，用順時(shí)針回轉(zhuǎn)的右旋刀盤。雙層萬能刀盤左旋刀齒結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。整體由內(nèi)切刀盤和外切刀盤兩部分組成，內(nèi)切刀盤上安裝有內(nèi)切刃刀片，用來切削齒輪的凸齒面，外切刀盤上安裝有外切刃刀片，用來切削齒輪的凹齒面。內(nèi)切刀片和外切刀片間隔安裝，相鄰刀片間的平均等分角度為180°/z0，這類刀盤組數(shù)有z0=4或5，通常z0=5。上層內(nèi)刀盤1上裝有精切內(nèi)刀（簡(jiǎn)稱內(nèi)刀，代號(hào)為Az0L0）和粗切中內(nèi)刀（簡(jiǎn)稱中內(nèi)刀，代號(hào)為Bz0L/r0/m0）；下層外刀盤2上刀（簡(jiǎn)稱中外刀，代號(hào)為Cz0L/r0/m0）（簡(jiǎn)稱外刀，代號(hào)為Dz0L/r0/m0）。A、B、C和D表示刀齒在刀盤上的位置；z0為刀齒組數(shù)；r0為名義刀0為刀齒模數(shù)；L表示左旋刀齒，R表示右旋刀齒。左旋刀逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，刀齒按D、、B和A順序逆時(shí)針排列。右旋刀順時(shí)針回轉(zhuǎn)，刀齒按C、D、A、B順序順時(shí)針排列。加工左旋齒輪時(shí)，用逆時(shí)針回轉(zhuǎn)的左旋刀盤；加工右旋齒輪時(shí)，用順時(shí)針回轉(zhuǎn)的右旋刀盤。在安裝時(shí)內(nèi)刀盤固定在銑齒機(jī)主軸上，外刀盤通過十字滑塊與銑齒機(jī)主軸聯(lián)接。外刀盤既可以與內(nèi)刀盤同步回轉(zhuǎn)，又可以調(diào)整回轉(zhuǎn)軸心與內(nèi)刀盤回轉(zhuǎn)軸心的偏距，從而使內(nèi)切刀盤和外切刀盤的發(fā)生圓半徑不同，使齒輪副的嚙合呈鼓形齒接觸，并可根據(jù)需要調(diào)整偏距的大小來改變鼓形修正量，從而達(dá)到調(diào)整修正齒面接觸區(qū)的目的。PAGE542.2擺線齒錐齒輪嚙合理論及其切齒原理2.2.1齒輪傳動(dòng)嚙合理論分析齒輪傳動(dòng)有平行軸傳動(dòng)、相交軸傳動(dòng)和相錯(cuò)軸傳動(dòng)，各種傳動(dòng)形式中，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)是最一般的傳動(dòng)形式。所以可由準(zhǔn)共軛條件，可確定分錐面幾何參數(shù)，得到齒輪傳動(dòng)基本公式。對(duì)于擺線錐齒輪，為了得到最佳的嚙合性能，將參考點(diǎn)M設(shè)在節(jié)錐面上齒寬中點(diǎn)處，結(jié)合參考點(diǎn)和齒輪嚙合傳動(dòng)的基本公式可以進(jìn)一步推導(dǎo)其它幾何參數(shù)的計(jì)算式。2.2.擺線錐齒輪相配兩輪都用冠輪展成加工，稱為全展成法。克林貝格銑齒機(jī)的刀軸的一點(diǎn)形成的軌跡為延伸外擺線，即產(chǎn)形輪的齒線，通常因?yàn)楫a(chǎn)形輪的90°而簡(jiǎn)稱為冠輪，以下文中都稱為冠輪。被加工齒輪的齒面是與對(duì)應(yīng)小齒輪1與大齒輪2的冠輪嚙合的共軛齒面。不能傾斜，以冠輪用全展成法加工相配兩齒輪。處于嚙合位置時(shí)，為保證齒面在參考點(diǎn)M共軛（兩齒面在點(diǎn)M相切，且傳動(dòng)比為理論值），其兩隱形假想冠輪無相對(duì)運(yùn)動(dòng)、軸線重合，分度平面重合，且與被加工兩齒輪的分錐面相切。展成過程中，展成小齒輪1和大齒輪2的兩i=z2/z1冠輪的產(chǎn)形面固定地相切于過參考點(diǎn)M的一條直線。展成的齒面理論上為點(diǎn)接觸共軛齒面，無運(yùn)動(dòng)誤差。實(shí)際加工中刀具代替處于嚙合的冠輪的輪齒，在與齒坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中展成被加工齒輪的齒面，如圖2-5所示。冠輪上下兩面(產(chǎn)形面)的齒線旋向不同，具有左(右)旋齒線的產(chǎn)形面與被加工的右(左)旋齒輪嚙合。被加工齒輪的節(jié)錐面在冠輪的節(jié)平面上作無滑動(dòng)的滾動(dòng)，且展成加工時(shí)被加工齒輪的節(jié)錐面與嚙合時(shí)的節(jié)錐面完全一致。加工中，搖臺(tái)垂直于被加工齒輪的節(jié)錐母線，又垂直于根錐母線，加工出等高齒錐齒輪。當(dāng)?shù)侗P旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒坯作連續(xù)分度回轉(zhuǎn)，刀盤上相鄰的每組刀片依次切出齒坯上相鄰的齒槽。2.2.3PAGE54在刀盤上的刀刃所形成的軌跡，為直紋面，利用直紋面的性質(zhì)，可以推導(dǎo)出冠輪的建立如圖2-6所示的右旋直角靜坐標(biāo)系Oijk加工克林貝格擺線錐齒輪時(shí)，冠輪的齒面是刀盤相對(duì)于搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，安裝齒面方程。（1）冠輪右旋凸齒面方程冠輪右旋凸齒面是右旋刀盤上的外切刀刃在切齒過程中產(chǎn)生的，它展成左旋齒輪的凹齒面，其齒面形成過程中的刀盤及冠輪的位置關(guān)所示，齒面方程可根據(jù)加工時(shí)搖臺(tái)與刀盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出。即搖臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心在冠輪分度平面（與搖臺(tái)回轉(zhuǎn)平面平行）上的投影，為刀盤回轉(zhuǎn)中心的投影。kvp與搖臺(tái)軸線重合，vjp通過參考點(diǎn)M。根據(jù)被切齒輪的幾何尺寸計(jì)算刀位，使刀盤中心偏離搖臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心的距離為。當(dāng)?shù)侗P上的外切刀刃在參考點(diǎn)（3）冠輪左旋凸齒面方程冠輪左旋凸齒面是左旋刀盤上的外切刀刃在切齒過程中產(chǎn)生的，它展成右旋齒輪的凹齒面。（4）冠輪右旋凹齒面方程冠輪右旋凹齒面是右旋刀盤上的內(nèi)切刀刃在切齒過程中產(chǎn)生的，它展成左旋齒輪的凸齒面。由冠輪的齒面方程和冠輪與被加工齒輪的共軛嚙合關(guān)系可以進(jìn)一步推導(dǎo)得到被加工齒輪的齒面方程。2.2.在克林貝格螺旋錐齒輪實(shí)際的加工過程中，對(duì)每一個(gè)齒輪的切齒均分兩步完成，第一步完成齒輪輪坯的齒深切削，在齒向形成一長(zhǎng)幅外擺線，這一過程中機(jī)床有如下的三個(gè)運(yùn)動(dòng)：(1)搖臺(tái)不轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，同時(shí)刀盤的軸線也繞搖臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)；(2)搖臺(tái)的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，安裝在搖臺(tái)上的刀盤也隨之作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；(3)齒輪輪坯繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第二步對(duì)輪齒進(jìn)行修形，包絡(luò)出齒輪的齒廓曲線，即在齒廓上形成漸開線。這一過程機(jī)床有四個(gè)運(yùn)動(dòng)，與形成齒深切削運(yùn)動(dòng)不同的是，此時(shí)搖臺(tái)也繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)。分兩步加工輪齒的原因之一是考慮刀具及機(jī)床所能承受的載荷，這樣可以在一定程度上延長(zhǎng)刀具和機(jī)床的使用壽命。克林貝格制擺線錐齒輪有以下特點(diǎn)：(1)輪齒等高，沿分度錐母線齒高不變，齒輪副嚙合不存在對(duì)角接觸；(2)基本齒廓齒頂高系數(shù)(3)冠輪齒線是長(zhǎng)幅外擺線；(4)采用了兩分式萬能刀盤，可以方便的通過調(diào)整刀盤上內(nèi)外刀之間的偏距，實(shí)現(xiàn)齒輪副嚙合的鼓形修正。PAGE543總體研究方案3.1機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)流程國(guó)際和國(guó)內(nèi)知名的CAD/CAM軟件Pro/Engineer，UG，SolidWorks，I-DEAS等都是商品化的通用平臺(tái)，基本上是覆蓋了整個(gè)制造行業(yè)，但專業(yè)針對(duì)性差，基本上不能滿足各種各樣具體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析需要，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中難以達(dá)到理想效果，幾乎不能真正實(shí)現(xiàn)靈活高效的特點(diǎn)。因此，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的通用造型軟件進(jìn)行二次開發(fā)無疑是一種必要而又有效的手段。二次開發(fā)就是以開放性好的商品化、通用化的CAD系統(tǒng)為平臺(tái)，研制開發(fā)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、適合企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的用戶化、專業(yè)化、集成化軟件。AutoCAD是一個(gè)非常好的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖系統(tǒng)，但每一行業(yè)和專業(yè)都有自的行業(yè)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，許多單位也有自己的技術(shù)規(guī)格和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)設(shè)計(jì)工程師和繪圖員更有各自獨(dú)特的工作方式和習(xí)慣。因而AutoCAD不可能完全滿足每個(gè)用戶的具體而特定的要求。以AutoCAD為支撐軟件運(yùn)用CAD軟件開發(fā)技術(shù)進(jìn)行定制和二次開發(fā)，能使AutoCAD可以更加符合用戶的需求，更方便、更規(guī)范、更專業(yè)的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和繪圖中的應(yīng)用?？偟膩碚f，在開放性好的優(yōu)秀商用軟件上運(yùn)用CAD開發(fā)技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，是提升CAD應(yīng)用水平的重要手段，開發(fā)適用CAD軟件的有效途徑。3.1.1計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)方法3.1.2計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)軟件開發(fā)的過程與主要設(shè)計(jì)步驟3.2常用錐齒輪設(shè)計(jì)軟件介紹(齒輪傳動(dòng)CAD系統(tǒng)研究與開發(fā)，張曉偉)(1)逐步向?qū)I(yè)型CAD軟件發(fā)展一方面，在AutoCAD等國(guó)外通用CAD軟件平臺(tái)上出現(xiàn)了眾多面向各行業(yè)的二次開發(fā)軟件，典型的有國(guó)內(nèi)的大恒CAD、天正CAD等。另一方面，產(chǎn)生了不少主要適用于機(jī)械行業(yè)的CAD軟件，獨(dú)立開發(fā)的有開目CAD、天喻CAD等。這些軟件主要提供繪圖、標(biāo)準(zhǔn)、圖形庫、輸出等功能，也有板金下料等輔助功能。(3)提供參數(shù)化設(shè)計(jì)功能目前，國(guó)內(nèi)的CAD系統(tǒng)，不同程度的提供了參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，但大多數(shù)CAD軟件只能進(jìn)行單視圖圖形的參數(shù)化。PAGE54(4)提供工程圖形庫和建庫工具為了降低機(jī)械產(chǎn)品的制造成本，在設(shè)計(jì)中要大量選用標(biāo)準(zhǔn)件。由于在各行業(yè)中使用的標(biāo)準(zhǔn)件不盡相同，所以，CAD軟件還應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)件的建庫工具。目前，原始的建庫方法是編程方式，利用CAD系統(tǒng)提供的命令語言(如AutoLisp語言)，編寫標(biāo)準(zhǔn)件的定義程序，該方法是對(duì)用戶的計(jì)算機(jī)水平要求較高，而且建庫過程十分繁瑣。目前較為先進(jìn)的建庫方法是交互繪圖，然后直接進(jìn)行參數(shù)化的建庫方式。該方法由用戶交互輸入零件圖形數(shù)據(jù)，然后由CAD系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)完成建庫工作.這種方式對(duì)CAD系統(tǒng)的功能要求較高，只有少數(shù)CAD系統(tǒng)提供這一功能。(5)提供圖紙管理和查詢功能在用CAD軟件繪制了大量圖紙后，如何進(jìn)行圖紙的管理，方便的調(diào)用和查詢所需的圖紙是十分重要的。目前許多CAD軟件都不同程度的提供了圖紙管理模塊?；镜墓δ馨ǜ鶕?jù)圖紙的名稱、圖號(hào)等參數(shù)和圖紙的幻燈片等進(jìn)行搜索和圖紙的調(diào)用，還提供了根據(jù)零件類別、材料進(jìn)行分類和查詢統(tǒng)計(jì)的功能。(6)方便裝配圖的設(shè)計(jì)為方便裝配圖的設(shè)計(jì)，許多軟件都提供了由零件圖拼裝成裝配圖的功能，有的軟件還可同時(shí)編輯多張圖紙。一些先進(jìn)的CAD系統(tǒng)還可以自動(dòng)生成零件明細(xì)表和整個(gè)產(chǎn)品的BOM表，并可生成DXF文件，與數(shù)據(jù)庫軟件集成。錐齒輪設(shè)計(jì)軟件屬于工程CAD專業(yè)軟件，主要是一些大型齒輪廠自主開發(fā)的內(nèi)部使用齒輪CAD軟件，這些企業(yè)開發(fā)的CAD軟件實(shí)用性較強(qiáng)，但都是作為該企業(yè)的核心技術(shù)加以保密。流通較廣的商業(yè)錐齒輪設(shè)計(jì)軟件中，鄭州機(jī)械研究所研制的齒輪傳動(dòng)CAD集成系統(tǒng)（ZGCAD）中和北京英科宇軟件開發(fā)中心的齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的錐齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊中均包含用于克林根貝爾格等高齒錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容，其中齒輪的繪圖模塊都是許是選用的AutoCADR14版的繪圖支撐平臺(tái)。3.3總體研究方案3.3.1擺線齒錐齒輪CAD系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)（VB6.0&AutoCAD）VisualBasic是日前開發(fā)Windows應(yīng)用程序最為迅速、簡(jiǎn)捷的程序設(shè)計(jì)語言，具有功能強(qiáng)大、易于掌握的特點(diǎn)，能夠直接用它進(jìn)行Word、Excel和AutoCAD一次開發(fā)。全世界近千萬的專業(yè)和非專業(yè)程序設(shè)計(jì)人員正在用VisualBasic開發(fā)各種類型的軟件。VisualBasic是Windows操作系統(tǒng)下廣泛使用的一種程序開發(fā)工具軟件，具有功PAGE54能強(qiáng)大、易于掌握的特點(diǎn)。它提供了基于對(duì)象的可視化程序開發(fā)工具，用戶無需編寫大量代碼去描述界面的外觀，就能夠以迅速、簡(jiǎn)捷的方法開發(fā)設(shè)計(jì)Windows環(huán)境下的各類應(yīng)用程序，是一種可視化、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)的方式，利用Windows環(huán)境下豐富的圖形界面的程序設(shè)計(jì)語言。是目前最簡(jiǎn)單、最容易使用的Windows應(yīng)用程序開發(fā)語言，主要有以下特點(diǎn)。（1）可視化編程設(shè)計(jì)工具VisualBasic提供了可視化設(shè)計(jì)工具，把Windows界面設(shè)計(jì)的復(fù)雜性”封裝”起來，開發(fā)人員不必為開發(fā)界面設(shè)計(jì)而編寫大量程序代碼，只需按設(shè)計(jì)要求的屏幕布局，用系統(tǒng)提供的工具，在屏幕上畫出各種部件，即圖形對(duì)象，并設(shè)置這些圖形對(duì)象的屬性。VisualBasic自動(dòng)產(chǎn)生界面設(shè)計(jì)代碼，程序設(shè)計(jì)人員只需編寫實(shí)現(xiàn)程序功能的那部分代碼，從而可以大大提高程序設(shè)計(jì)的效率。(1)真正的面向?qū)ο缶幊蹋归_發(fā)人員在維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)只需要修改很少的代碼，同時(shí)也加快了系統(tǒng)開發(fā)的速度。(2)可視化的編程方法以及向?qū)У墓δ埽归_發(fā)人員幾乎不用加入太多代碼就可以開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的Windows程序。(3)VisualBasic提供了豐富的數(shù)據(jù)類型、眾多的內(nèi)部函數(shù)和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，簡(jiǎn)單易學(xué)。(4)事件驅(qū)動(dòng)是非常適合圖形界面的編程方式。(5)在VisualBasic集成開發(fā)環(huán)境中，用戶可以設(shè)計(jì)界面、編寫代碼、調(diào)試程序，直至把應(yīng)用程序編譯成可執(zhí)行文件，在Windows中運(yùn)行，使用戶在友好的開發(fā)環(huán)境中工作。(6)數(shù)據(jù)訪問特性允許對(duì)包括MicrosoftSQLServer和其他企業(yè)數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫格式建立數(shù)據(jù)庫和前端應(yīng)用程序。(7)通過ActiveX技術(shù)可以使用其他程序提供的功能。（2）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)VisualBasic支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。其應(yīng)用面向?qū)ο虻某绦蛟O(shè)計(jì)方法（OOP），把程序和數(shù)據(jù)封裝起來作為一個(gè)對(duì)象，并為每個(gè)對(duì)象賦予應(yīng)有的屬性，使對(duì)象成為實(shí)在的東西。在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)，不必編寫建立和描述每個(gè)對(duì)象的程序代碼，而是用VisualBasic工具，在界面上自動(dòng)生成對(duì)象的程序代碼，并封裝起來。每個(gè)對(duì)象以圖形的方式顯示在對(duì)象上，都是可視的。（3）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言VisualBasic具有高級(jí)語言的結(jié)構(gòu)，接近自然語言和人類的思維方式，結(jié)構(gòu)清晰，簡(jiǎn)單易學(xué)，再加上面向?qū)ο蟮姆椒?，因此是更出色的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言。（4）事件驅(qū)動(dòng)編程機(jī)制VisualBasic通過對(duì)象來執(zhí)行對(duì)象的操作。一個(gè)對(duì)象可能會(huì)產(chǎn)生多個(gè)事件，每個(gè)事件都可以通過一段程序來響應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)指定的操作。這樣的應(yīng)用程序代碼較短，使得程序易于編寫又易于維護(hù)，提高了程序的設(shè)計(jì)效率。PAGE54（5）訪問數(shù)據(jù)庫VisualBasic具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫管理功能。利用數(shù)據(jù)控件和數(shù)據(jù)管理窗口，可以直接建立或處理MicrosoftAccess格式的數(shù)據(jù)庫，并提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索功能。用VisualBasic進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)，是AutoCADR14以后的種新技術(shù)，我們可以用VisualBasic語言編程，將AutoCAD當(dāng)成自己VisualBasic程序中的一個(gè)圖形窗口，對(duì)其進(jìn)行打開、繪圖、編輯、打印、關(guān)閉等操作，十分方便。用VisualBasic進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)，不僅簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大，還能實(shí)現(xiàn)僅用AutoCAD不能或不易實(shí)現(xiàn)的功能和效果，例如進(jìn)行三維動(dòng)畫模擬、圖形參數(shù)化設(shè)計(jì)等。用VisualBasic進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)，不論是用于理論研究，實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)想，還是用十工程設(shè)計(jì)，升發(fā)面向?qū)嶋H工程問題的軟件，均是十分有效的手段和方法。AutoCAD工程圖形處理軟件，自1982年由美國(guó)Autodesk公司開發(fā)面世以來，以其完善的繪圖功能、良好的用戶界面、易學(xué)易用的特點(diǎn)，受到了廣大工程技術(shù)人員的普遍歡迎，目前用戶遍及全世界150多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。AutoCAD及其圖形格式己成為一種事實(shí)上的國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。AutoCAD之所以得到廣泛應(yīng)用，一個(gè)重要原因還在于它開放的結(jié)構(gòu)體系，即用戶可以根據(jù)自己的需要，對(duì)其進(jìn)行一次開發(fā)。齒輪傳動(dòng)CAD系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)（張效偉2005）AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助繪圖、設(shè)計(jì)系統(tǒng)，因其強(qiáng)大的功能，使用上的便利，以及良好的開放性，是世界上最為流行通用的CAD平臺(tái)。自AutoCADR14開始，操作界面完全Windows化進(jìn)一步完善了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，把它作為自身的內(nèi)核技術(shù)，并作為二次開發(fā)的主要技術(shù)。在軟件開發(fā)中，編程環(huán)境就是開發(fā)活動(dòng)的舞臺(tái)，編程環(huán)境選擇的好壞直接關(guān)系著軟件設(shè)計(jì)工作的效率、軟件質(zhì)量甚至軟件編制工作的成敗和軟件的使用效果。而且程序的可讀性、可靠性、可維護(hù)性和效率，軟件的設(shè)計(jì)乃至分析，都要受到所用編程語言的制約，所以編程語言在程序設(shè)計(jì)中處于中心地位。在軟件制作過程中，首先要選用一種合適的編程語言。3.3.2擺線齒錐齒輪CAD系統(tǒng)開發(fā)工具介紹(方志高2005)錐齒輪CAD系統(tǒng)PAGE54AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。Autodesk公司是世界第四大PC軟件公司。目前在CAD/CAE/CAM工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，該公司是擁有全球用戶量最多的軟件供應(yīng)商，也是全球規(guī)模最大的基于PC平臺(tái)的CAD和動(dòng)畫及可視化軟件企業(yè)。Autodesk公司的軟件產(chǎn)品己被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、影視制作、視頻游戲開發(fā)以及Web網(wǎng)的數(shù)據(jù)開發(fā)等重大領(lǐng)域。AutoCAD是當(dāng)今最流行的二。維繪圖軟件，它在二維繪圖領(lǐng)域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD有強(qiáng)大的二維功能，如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能，同時(shí)有部分三維功能。尤其AutoCAD提供多種二次開發(fā)的工具。在許多實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域(如機(jī)械、建筑、電子)中，一些軟件開發(fā)商在AutoCAD的基礎(chǔ)上已開發(fā)出許多符合實(shí)際應(yīng)用的軟件。它具有開放的體系結(jié)構(gòu)，是一個(gè)極靈活的可編程的繪圖系統(tǒng)，是目前在Windows操作系統(tǒng)下應(yīng)用最廣泛的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包，且具有開放靈活的風(fēng)格，向用戶提供了AutoLisp、C++（ARX）、VB（ActiveXAutomation）多種開發(fā)工具，用以定制和開發(fā)AutoCAD。（1）AutoLisp/VisualLISP開發(fā)工具Autolisp是最早的二次開發(fā)工具，它是嵌入在AutoCAD內(nèi)部，是解釋型API，以解釋方式運(yùn)行，運(yùn)行速度相對(duì)較慢，另外源代碼裸露，安全性差。但移植性最好，一個(gè)Autolisp程序可在所有的AutoCAD平臺(tái)運(yùn)行，此外使用方便靈活，學(xué)習(xí)起來較容易，被廣大的工程技人員把掌握。而且從1986年引入AutoLISP以來，全球大量計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)商和用戶已經(jīng)使用AutoLISP撰寫出數(shù)以萬計(jì)的實(shí)用套裝系統(tǒng)和應(yīng)用程序。為了充分利用AutoL工SP語言優(yōu)勢(shì)，AutoCAD自AutoCADR14起又提供了一種新的LISP編程Z具—VisualLISP，它是一種面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境，是編譯型API，與Autolisp完全兼容，能提供Autolisp所有的功能，是AutoLISP的擴(kuò)展和延伸。AutoLisp語言AutoLisp語言是開發(fā)AutoCAD應(yīng)用程序的主要開發(fā)工具之一。它繼承了LISP語言的語法、傳統(tǒng)約定和基本函數(shù)與數(shù)據(jù)類型，并擴(kuò)充了強(qiáng)大的圖形處理功能，語法簡(jiǎn)潔、表達(dá)能力強(qiáng)、函數(shù)種類多、程序控制結(jié)構(gòu)靈活，即能完成常用的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析，又能調(diào)用幾乎全部的AutoCAD命令，具有強(qiáng)大的圖形處理能力，是AutoCAD早期版本的主要開發(fā)工具。在AutoCAD的二次開發(fā)工具中，它是唯一的一種解釋型語言。AutoLisp語言最典型的應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。特點(diǎn)：AutoLisp是嵌入在AutoCAD內(nèi)的解釋型過程語言，所以執(zhí)行速度較編譯型程序慢；具有可移植性，可以運(yùn)行在多種支持平臺(tái)上；缺乏很好的保護(hù)機(jī)制，源程序保密性差；需要學(xué)習(xí)特定的LISP語言。AutoLisp的這些特點(diǎn)，使其僅適合于有能力的終端用戶完成一些自己的開發(fā)任務(wù)。（2）ADS開發(fā)工具它是AutoCAD開發(fā)系統(tǒng)(AutoCADDevelopmentPAGE54System)的簡(jiǎn)稱。ADS的編程。界面可使用戶用C語言來實(shí)現(xiàn)AutoCAD的用戶化，既可運(yùn)行第三方開發(fā)的ADS應(yīng)用程序，也可以編寫自己的ADS應(yīng)用程序。與AutoLisp相比，ADS程序的優(yōu)越性如下：(1)具備錯(cuò)綜復(fù)雜的綜合大規(guī)模處理能力；(2)由于是編譯開發(fā)環(huán)境，可以檢查程序設(shè)計(jì)語言的邏輯錯(cuò)誤，且執(zhí)行速度快；程序源代碼的可讀性好于Lisp；(3)引入C高級(jí)語言后，ADS也同樣具有面向?qū)ο蟮墓δ?，程序?qū)哟畏置?。清晰可讀從而使軟件的可維護(hù)性得到提高；(4)經(jīng)過良好封裝，ADS的程序代碼。許多時(shí)候比AutoLisp更簡(jiǎn)潔；(5)ADS的程序能夠減少程序出錯(cuò)的概率。但同樣C語言的介入也會(huì)產(chǎn)生許多問題。如C語言比Lisp語言復(fù)雜得多，難以在短時(shí)間內(nèi)掌握；ADS程序的隱藏錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致AutoCAD乃至操作系統(tǒng)崩潰；由于是編譯運(yùn)行，不易見到代碼的效果；C語言的ADS程序一般比AutoLisp程序的源代碼要繁冗。由此可見，ADS開發(fā)者必須先對(duì)C/C++語言編程技術(shù)及AutoCAD功能有較深入的了解。隨著AutoCAD技術(shù)的發(fā)展，ADS已經(jīng)被ObjectARX技術(shù)所取代。(3)VBA開發(fā)工具所謂VBA就是VisualBasicforApplication的簡(jiǎn)稱。由于它是一個(gè)引入對(duì)象的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，為用戶提供類似VisualBasic(VB)語言所擁有的功能，所以后續(xù)潛力無窮。一般說來VBA和VB的主要差異類似AutoLisp和Lisp間的差異，即VBA可以執(zhí)行存取AutoCAD環(huán)境的所有資源。此外，VBA可以整合其他具用VBA能力的應(yīng)用程序，這使AutoCAD可以成為其他應(yīng)用程序(Word或Excel)的AutoCAD控制器。從運(yùn)作上來看，VBA通過AutoCADActiveXAutomation接口將信息傳送給AutoCAD.而AutoCADVBA也允許VBA環(huán)境與AutoCAD同時(shí)執(zhí)行并通過ActiveXAutomation接口提供AutoCAD程序。如此，AutoCAD，ActiveXAutoCAD與VBA結(jié)合方式，提供極強(qiáng)大的接口，不僅可以操作AutoCAD內(nèi)部對(duì)象，更可以在其他的應(yīng)用程序之間傳送或接收數(shù)據(jù)。與AutoL工SP相比，VBA在進(jìn)程內(nèi)運(yùn)行速度比AutoLISP/VisualLisp應(yīng)用程序快，更適合于開發(fā)用戶界面占主體的應(yīng)用軟件。(4)ObjectARX開發(fā)工具ObjectARX是一種用來開發(fā)AutoCAD應(yīng)用程序的編譯語言編程環(huán)境。它使用面向?qū)ο蟮腃++應(yīng)用程序開發(fā)機(jī)制，以動(dòng)態(tài)鏈接庫形式和AutoCAD運(yùn)行在相同的地址空間并且直接操作AutoCAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼，可直接訪問AutoCAD的圖形數(shù)據(jù)庫和圖形系統(tǒng)；可以定義類似于AutoCAD內(nèi)置命令的自定義命令；使用用戶可以用MFC庫來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)Windows風(fēng)格的圖形用戶界面；用戶還可以根據(jù)擴(kuò)展的ARX協(xié)議機(jī)制動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展AutoCAD功能。此外還可以運(yùn)用ObjectARX庫和其他AutoCAD編程接口(比如AutoLISP或VBA)結(jié)合使用，從而可以跨API集成。與其它幾種開發(fā)工具相比，ARX應(yīng)用程序更加高效、更能充分利用AutoCAD開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)。但由于ARX復(fù)雜繁鎖，必需掌握VC語言，所以使用ARX開發(fā)工具的工程技術(shù)人員并不多。PAGE54ARXARX(AutoCADRun-timeExtension)是AutoCADR13之后推出的一個(gè)以C++語言為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境和應(yīng)用程序接口。ARX應(yīng)用程序?qū)嵸|(zhì)上為Windows動(dòng)態(tài)鏈庫(DLL)程序，與AutoCAD共享地址空間，直接調(diào)用AutoCAD的核心函數(shù)。ARX提供了一系列用于定義新類的宏，在ARX應(yīng)用程序的運(yùn)行期間ARX提供了對(duì)AutoCAD現(xiàn)有類的擴(kuò)充功能，ARX庫可以和ADS編程接口及AutoLisp應(yīng)用程序接口聯(lián)合使用。AutoLisp、ADS、ARX都是AutoCAD提供的內(nèi)嵌式編程語言。Autolisp和ADS都是通過內(nèi)部進(jìn)程通訊IPC來和AutoCAD通訊的，它們與AutoCAD是相互分離的過程。而ARX以DLL形式與AutoCAD共享地址空間，因此，與前兩者相比，其速度更快、運(yùn)行更穩(wěn)定、更簡(jiǎn)單。(5)ActiveXAutomation開發(fā)工具ActiveXAutomation是微軟公司基于COM(組件對(duì)象模型)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)，是AutoCAD的新編程接口。他提供了我們可以從AutoCAD內(nèi)部或外部，以程序的方式來定義AutoCAD的結(jié)構(gòu)。其方式是開放AutoCAD對(duì)象給”外部世界”。開放這些對(duì)象后，就可以使用許多不同的程序語言(如VisualBasic，C++，Delphi和Java)來存取對(duì)象。ActiveX對(duì)象模型是ActiveX技術(shù)的基礎(chǔ)，每一個(gè)對(duì)象就代表AutoCAD的一個(gè)元素。AutoGAD是以層結(jié)構(gòu)來組織對(duì)象的，其頂層對(duì)象就是Application，下面是Preferences與Document。然后再透過對(duì)Preferences對(duì)象的操作，我們可以在執(zhí)行VBA”編輯視窗”功能后，設(shè)定所需要的值。Document對(duì)象包含：ModelSpace，PaperSpace，Blocks，Layers，Plot與Utility等對(duì)象。最底層的對(duì)象是點(diǎn)、線、圓、圖塊等AutoCAD能畫出的圖形?？梢娫贏utoCAD中使用ActiveX接口具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是更多編程環(huán)境可以編程訪問AutoCAD圖形；二是與其他windows應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)變得更加容易。ActiveXAutomation技術(shù)Autodesk公司把ActiveXAutomation技術(shù)引入AutoCAD軟件中，完全是順應(yīng)編程環(huán)境發(fā)展的需要。ActiveXAutomation技術(shù)的完全面向?qū)ο蠡幊痰奶攸c(diǎn)，使其開發(fā)環(huán)境具備了強(qiáng)大的開發(fā)能力和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)良特點(diǎn)，開發(fā)工具的選擇也具有很大的靈活性。所以，利用ActiveXAutomation技術(shù)，是極具潛力的一種開發(fā)手段。3.3.3擺線齒錐齒輪CAD系統(tǒng)總體架構(gòu)本課題利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)、COM技術(shù)、數(shù)據(jù)庫相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)以VB6.0為主的多平臺(tái)CAD系統(tǒng)開發(fā)，完成了直齒及錐齒輪CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)從錐齒輪設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核、切齒調(diào)整、設(shè)計(jì)報(bào)告到參數(shù)化繪圖和三維實(shí)體仿真PAGE54等一系列工作全由計(jì)算機(jī)完成，此外該系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力，在實(shí)際應(yīng)用中提高設(shè)計(jì)效率，具有一定的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。由于擺線錐齒輪參數(shù)多，設(shè)計(jì)和切齒調(diào)整計(jì)算公式繁復(fù)，且齒輪輪體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型多樣，所以要開發(fā)一個(gè)真正通用的擺線錐齒輪CAD軟件，編制程序的工作量將非常大。本軟件系統(tǒng)不可能在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)完成，需要開發(fā)者在持續(xù)、分階段的研究過程中，根據(jù)當(dāng)前和未來的CAD軟件發(fā)展趨勢(shì)，分階段、有任務(wù)的完成各個(gè)階段的軟件開發(fā)，為最終實(shí)現(xiàn)擺線CAD軟件的商品化不斷的增添和完善有關(guān)內(nèi)容。為達(dá)到這一要求，應(yīng)保證CAD系統(tǒng)是一開放的、擴(kuò)充性好的和可繼承的系統(tǒng)。根據(jù)軟件工程學(xué)的思想，采取結(jié)構(gòu)化、模塊化的設(shè)計(jì)方法，即將系統(tǒng)按不同的功能，劃分成幾大模塊來分別設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊之間聯(lián)系密切，又互相獨(dú)立，能夠體現(xiàn)各自的特色，而且便于維護(hù)和增加新內(nèi)容。軟件的最終目標(biāo)，是利用計(jì)算機(jī)完成克林貝格擺線錐齒輪的輪坯幾何設(shè)計(jì)和切齒調(diào)整計(jì)算，并進(jìn)一步在對(duì)AutoCAD二次開發(fā)的基礎(chǔ)上自動(dòng)生成齒輪的零件簡(jiǎn)圖及實(shí)體模型，從而在整體上提高擺線錐齒輪的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。根據(jù)對(duì)擺線錐齒輪的切齒原理、幾何設(shè)計(jì)及切齒調(diào)整算法的分析，確定軟件的主要功能模塊如下：（1）幾何參數(shù)計(jì)算模塊完成幾何參數(shù)的計(jì)算；（2）強(qiáng)度校核計(jì)算模塊完成齒輪副強(qiáng)度校核；（3）切齒調(diào)整計(jì)算模塊完成機(jī)床切齒調(diào)整卡的計(jì)算；（4）參數(shù)化平面圖繪制模塊實(shí)現(xiàn)齒輪零件圖的繪制；（5）參數(shù)化實(shí)體仿真模塊實(shí)現(xiàn)齒輪實(shí)體建模仿真；（6）設(shè)計(jì)結(jié)果輸出模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)算數(shù)據(jù)的保存、打印等功能。PAGE544擺線齒錐齒輪CAD仿真軟件系統(tǒng)開發(fā)圖4-2克制錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖4.1擺線齒錐齒輪CAD系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)用戶界面又稱為人機(jī)交互界面，用來實(shí)現(xiàn)用戶和計(jì)算機(jī)之間的通信，是控制計(jì)算機(jī)或者用戶和計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)部件。設(shè)計(jì)良好的界面能夠引導(dǎo)用戶自己完成相應(yīng)的操作，起到向?qū)У淖饔?。擺線齒錐齒輪CAD系統(tǒng)的開發(fā)綜合考慮了實(shí)際工程需要和齒輪專業(yè)技術(shù)人員用戶的的特點(diǎn)，這類用戶具有對(duì)計(jì)算機(jī)常用軟件特別CAD設(shè)計(jì)軟件的相當(dāng)?shù)氖褂媒?jīng)驗(yàn)，參考主流Window應(yīng)用程序界面的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合VisualBasic6.0在界面設(shè)計(jì)方面的優(yōu)越表現(xiàn)，軟件系統(tǒng)中所有的窗體界面均在VisualBasic6.0的環(huán)境下生成，為標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面。在二維繪圖和三維仿真模塊采用AutoCAD主窗體內(nèi)嵌為主程序子窗體的方式，不單獨(dú)在AutoCAD中定制菜單和窗口，以保持界面的統(tǒng)一。此外，界面設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守的一些原則：軟件系統(tǒng)的整體性軟件啟動(dòng)封面設(shè)計(jì)（Splash）軟件框架設(shè)計(jì)軟件面板設(shè)計(jì)（2）視覺效果簡(jiǎn)單、重點(diǎn)突出（3）規(guī)范性（1）一致性使界面保持了一致的視覺和操作風(fēng)格。（2）減少操作步驟盡量做到操作簡(jiǎn)便，減少敲擊鍵盤或點(diǎn)擊鼠標(biāo)的次數(shù)。（3）減少人腦的記憶負(fù)擔(dān)需要用戶記憶的信息采用設(shè)置缺省值或查詢數(shù)據(jù)庫的方法組織。（4）引導(dǎo)功能為用戶完成設(shè)計(jì)工作的操作提供清晰、明確的引導(dǎo)信息。（5）糾錯(cuò)功能自動(dòng)判斷用戶輸入的數(shù)據(jù)是否合理，如果不合理給出相應(yīng)的提示?？肆指惛衤菪F齒輪建模軟件要成為一個(gè)可以在廣大工程設(shè)計(jì)人員中推廣的軟件，必須是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序，而在AutoCAD2000中雖然可以用內(nèi)嵌在其內(nèi)部的VBA進(jìn)行開發(fā)。用戶界面是應(yīng)用程序的一個(gè)最重要的組成部分，它是計(jì)算機(jī)向用戶提供人機(jī)交互環(huán)境的重要因素，良好的人機(jī)界面能為用戶提供舒適的PAGE54工作環(huán)境，使用戶可以花較少的時(shí)間完成所需的工作，達(dá)到事半功倍的效果。由于系統(tǒng)是面向廣大設(shè)計(jì)人員的，界面是否友好，直接關(guān)系到設(shè)計(jì)的效率和軟件的推廣使用。因此克林根貝格螺旋錐齒輪建模軟件采用的界面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、直觀、全面，力求層次少而清晰。最大限度地減少了用戶的參數(shù)輸入量，提高了計(jì)算機(jī)輔助水平和設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。該主界面上的控件代碼實(shí)現(xiàn)的最基本的功能就是初始化主界面上的各參數(shù)，即程序運(yùn)行時(shí)可以在主界面上輸入或選擇所需的參數(shù)，程序代碼中不僅實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的輸入功能，還實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的檢驗(yàn)功能。因?yàn)槊恳环NAMK系列的機(jī)床對(duì)應(yīng)于刀盤的頭數(shù)及刀盤的半徑是有限制的，而且每一種刀盤的半徑對(duì)應(yīng)于一定模數(shù)范圍的刀具。如圖4.7所示機(jī)床型號(hào)、刀盤半徑以及模數(shù)的關(guān)系圖，比如講AMK852系列的加工機(jī)床可以有兩種刀盤頭數(shù)可供選擇，本建模軟件的初始值選擇的是5頭。而這種系列的加工機(jī)床對(duì)應(yīng)的刀盤半徑有r=135、170、210、260四種，且r=135的刀盤所對(duì)應(yīng)加工出來的齒輪模數(shù)范圍為mm。這些檢驗(yàn)條件均加入了參數(shù)輸入主界面代碼中，以便用戶在輸入?yún)?shù)錯(cuò)誤時(shí)能及時(shí)給予提示說明出錯(cuò)的原因以及正確輸入值的范圍，圖4.8所示即為其中的一個(gè)出錯(cuò)提示框。這樣可以檢查設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)參數(shù)的正確性，從而提高運(yùn)用克林根貝格螺旋錐齒輪建模軟件的效率。運(yùn)行程序時(shí)單擊”開始繪圖”按鈕，系統(tǒng)首先把參數(shù)輸入主界面上的數(shù)據(jù)分別賦給不同的對(duì)象變量，以便系統(tǒng)可以把設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)傳遞給后續(xù)的繪圖程序，實(shí)現(xiàn)繪圖的參數(shù)化。再添加調(diào)用”主程序”模塊的代碼，即單擊”開始繪圖”按鈕時(shí)執(zhí)行該模塊的程序。當(dāng)單擊”取消”按鈕則退出建模軟件。圖一系統(tǒng)啟動(dòng)畫面圖二系統(tǒng)主窗體系統(tǒng)主界面如圖所示，在主界面中設(shè)置了”文件”、”視圖”、”設(shè)計(jì)”、”繪圖”、”幫助”5個(gè)菜單項(xiàng)和”幾何設(shè)計(jì)”、”強(qiáng)度校核”、”銑齒調(diào)整”、”二維圖紙”、”三維仿真”、”結(jié)果保存”、”關(guān)于”和”退出”等八個(gè)快捷工具欄，要完成設(shè)計(jì)計(jì)算可以點(diǎn)擊相應(yīng)的快捷按鈕，也可以直接在”設(shè)計(jì)”菜單欄中選擇相應(yīng)的功能菜單，操作簡(jiǎn)便。軟件界面的設(shè)計(jì)總體上分為三大部分：參數(shù)輸入部分、參數(shù)檢驗(yàn)部分、結(jié)果輸出部分。界面的設(shè)計(jì)之中貫穿了整個(gè)軟件的設(shè)計(jì)思想，體現(xiàn)了整個(gè)軟件設(shè)計(jì)的流程。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中根據(jù)系統(tǒng)要求和軟件規(guī)范，設(shè)計(jì)良好的人機(jī)交互界面。有效地利用對(duì)話框，使設(shè)計(jì)人員可以交互地輸入或以下拉框的形式選擇各種必要的參數(shù)，同時(shí)提示、引導(dǎo)、幫助設(shè)計(jì)人員選定各個(gè)參數(shù)并分析輸出結(jié)果。并且應(yīng)對(duì)輸入的錯(cuò)誤或非法數(shù)值有一定的排錯(cuò)糾正功能。圖5-3是軟件的啟動(dòng)界面，圖片采用本校的?；?、主體樓做為背景圖片，點(diǎn)擊”進(jìn)入”將進(jìn)入軟件的主體界面。PAGE54進(jìn)入主界面后自動(dòng)彈出”幾何計(jì)算原始參數(shù)”輸入界面，如圖5-4所示。主界面上分別有”原始參數(shù)輸入”、”查看結(jié)果”、”檢驗(yàn)結(jié)果”等菜單，每個(gè)菜單下還有多個(gè)子菜單，體現(xiàn)了整個(gè)軟件的基本功能。全部輸入框用程序限定只能輸入數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)及退格鍵，當(dāng)遺漏或者沒有完整輸入時(shí)會(huì)跳出提示框來提示您完整地填寫參數(shù)?！饼X寬系數(shù)”、”參考點(diǎn)法向模數(shù)系數(shù)”下都有輸入合法數(shù)值的范圍，輸入不在范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)同樣會(huì)得到相應(yīng)的提示。同時(shí)，當(dāng)您選中同組單選中的一個(gè)時(shí)，另外一個(gè)單選所屬的輸入框會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)成不可用，減少了用戶的非法輸入。底端的五個(gè)按鈕中雖然有的是不可用，但等到執(zhí)行相應(yīng)的計(jì)算后會(huì)轉(zhuǎn)成可用。當(dāng)點(diǎn)擊”計(jì)算模數(shù)”后(圖5-5)，右邊原本不可用的”齒側(cè)間隙系數(shù)”和”銑床型號(hào)”都轉(zhuǎn)成可用，同時(shí)顯示計(jì)算模數(shù)的結(jié)果，并根據(jù)所計(jì)算得到的模數(shù)動(dòng)態(tài)加載相應(yīng)的齒側(cè)間隙和銑床型號(hào)，”計(jì)算參數(shù)”按鈕也同時(shí)變亮。繼續(xù)點(diǎn)擊”計(jì)算參數(shù)”，當(dāng)所有的驗(yàn)證都通過后，”顯示結(jié)果”和”繼續(xù)輸入其他相關(guān)參數(shù)”同時(shí)變亮，繼續(xù)計(jì)算其他參數(shù)。4.2擺線齒錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算部分4.2螺旋錐齒輪主動(dòng)輪安裝形式可分為懸臂式和騎馬式兩種：（1）懸臂式安裝懸臂式安裝的/J、輪兩個(gè)軸承之間的距離最少應(yīng)等子2倍的懸臂長(zhǎng)度懸臂長(zhǎng)度是指前軸承中心到小輪齒面寬中點(diǎn)之間的距離.小輪要有足夠的剛性，在重負(fù)荷下變形要小.懸臂式安裝一般用在扭矩較小的場(chǎng)合如小客車及鏈型載重汽車上.齒輪剛性好的載重汽車中也有應(yīng)用。（2）騎馬式安裝當(dāng)殼體中的空間允許時(shí)，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成騎馬式安裝，的布置可以減小在負(fù)荷作用下小輪的變形.騎馬式安裝小輪必須有前軸頸，設(shè)計(jì)小輪前軸頸時(shí)應(yīng)考慮到銑齒刀具和工件的干涉，騎馬式安裝設(shè)置得當(dāng)，則可以提高齒輪承載能。要設(shè)計(jì)一對(duì)擺線錐齒輪，首先遇到的問題就是基本參數(shù)的選擇。在錐齒輪設(shè)計(jì)中，齒形參數(shù)可謂其最重要的參數(shù)。而且這些參數(shù)的選取和檢驗(yàn)等都有其嚴(yán)格的參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范。軟件中參數(shù)的輸入均采用對(duì)話框的形式。用戶可以任意輸入，但軟件可以判別所輸入的參數(shù)是否合法。以基本幾何參數(shù)計(jì)算對(duì)話框中軸交角參數(shù)輸入為例：軸交角的值程序中可接受的首先必須是數(shù)字，而且要求是在0～180之間的?？衫肁SCII碼來控制其輸入。在軸交角參數(shù)輸入文本框控件的KeyPresss和LostFocus方法中編制。當(dāng)輸入不合理的參數(shù)是，程序會(huì)給出相應(yīng)的提示。如圖4-4所示。PAGE54在軟件中主要檢驗(yàn)輸入的參數(shù)是否合理，而不加過于苛刻的限制，否則將影響軟件的適用范圍。參數(shù)經(jīng)檢驗(yàn)合理后通過變量傳遞到后續(xù)的模塊中。齒輪幾何參數(shù)計(jì)算模塊又可分為如下幾個(gè)小模塊：初始參數(shù)輸入模塊、確定模數(shù)和齒寬及基本幾何參數(shù)計(jì)算模塊、刀盤參數(shù)選擇模塊、迭代求解變位系數(shù)模塊、齒形系數(shù)計(jì)算模塊、幾何參數(shù)可行性檢驗(yàn)計(jì)算模塊。由于這些模塊中的參數(shù)并不是按照先后順序設(shè)計(jì)的，而是經(jīng)過交互反復(fù)試算后得到。在模塊設(shè)計(jì)過程中，充分考慮各種情況安排各個(gè)參數(shù)的計(jì)算順序，使用戶與計(jì)算機(jī)交互的完成參數(shù)的計(jì)算。幾何參數(shù)計(jì)算及檢驗(yàn)?zāi)K的流程如圖4-5所示。（1）刀盤參數(shù)選擇模塊在刀盤參數(shù)選擇模塊設(shè)計(jì)時(shí)，將各型號(hào)機(jī)床的刀盤參數(shù)整理在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，通過程序判斷選擇刀盤參數(shù)。刀盤參數(shù)的確定包括三個(gè)步驟，銑齒機(jī)型號(hào)的確定，刀盤半徑的確定和刀齒模數(shù)的確定。銑齒機(jī)型號(hào)可以通過點(diǎn)擊程序提供的銑齒機(jī)型號(hào)組合框來選擇。當(dāng)選定銑齒機(jī)型號(hào)后，程序會(huì)自動(dòng)加載其對(duì)應(yīng)的刀盤半徑的值到刀盤半徑組合框中，使用者可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇合適的刀盤半徑值，當(dāng)銑齒機(jī)型號(hào)確定后，再進(jìn)一步結(jié)合被加工齒輪的參考點(diǎn)法向模數(shù)確定刀齒的模數(shù)。數(shù)據(jù)庫采用比較常用的Access小型數(shù)據(jù)庫，通過結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL來瀏覽選擇數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫操作的部分程序如下：當(dāng)銑齒機(jī)的型號(hào)，刀盤半徑和刀齒組數(shù)確定后，則確定了一個(gè)刀盤，也確定了刀盤所能加工的模數(shù)范圍。程序會(huì)自動(dòng)檢驗(yàn)被加工齒輪的模數(shù)是否在刀盤的可加工模數(shù)范圍內(nèi)，若不在此范圍，會(huì)給出相應(yīng)的提示，若在此范圍內(nèi)，則根據(jù)刀齒模數(shù)與被加工齒輪參考點(diǎn)法向模數(shù)相近的原則，自動(dòng)選定刀齒模數(shù)，這樣所有刀盤參數(shù)就確定了。刀盤參數(shù)確定后，需進(jìn)一步檢驗(yàn)所選定的參數(shù)是否合理，既是否能夠?qū)崿F(xiàn)所設(shè)計(jì)齒輪的加工。當(dāng)程序檢驗(yàn)到參數(shù)選擇不合理時(shí)，會(huì)根據(jù)不同的情況給出相應(yīng)的提示如圖4-6和圖4-7所示。出現(xiàn)如圖4-6所示提示的原因是在選擇刀盤半徑確定刀齒模數(shù)時(shí)，相應(yīng)的刀盤半徑所對(duì)應(yīng)的刀齒模數(shù)不能包涵被加工齒輪的模數(shù)，即無法實(shí)現(xiàn)加工，這時(shí)可按照提示增大刀盤半徑重試即可。出現(xiàn)如圖4-7所示提示的原因是在參數(shù)檢驗(yàn)過程中，發(fā)生了刀盤干涉，可根據(jù)提示增大刀盤半徑重新計(jì)算。另外考慮到加工的經(jīng)濟(jì)性和得到最佳的齒形，在選擇刀盤半徑時(shí)也由第3章公式（3-1）限定了一定的范圍，所以在選擇過程程序有可能會(huì)給出刀盤過大的提示。刀盤參數(shù)最終確定后，程序自動(dòng)調(diào)用其它模塊完成幾何參數(shù)的計(jì)算。PAGE54（2）變位系數(shù)迭代計(jì)算模塊在第3章中已經(jīng)討論了擺線錐齒輪切向變位系數(shù)和高變位系數(shù)的選擇計(jì)算方法，本節(jié)根據(jù)其算法編制相應(yīng)的迭代計(jì)算程序。程序會(huì)根據(jù)所設(shè)計(jì)齒輪的參數(shù)判斷是否需要變位，高變位系數(shù)是根據(jù)齒輪相配兩齒輪齒頂和齒根滑動(dòng)率絕對(duì)值之和相等的準(zhǔn)則進(jìn)行判斷計(jì)算的，當(dāng)程序經(jīng)過計(jì)算判斷需要變位時(shí)，給定一個(gè)高變位系數(shù)的初值，進(jìn)一步利用牛頓迭代法計(jì)算高變位系數(shù)的終值，并計(jì)算不發(fā)生根切的最小高變位系數(shù)，結(jié)合最小高變位系數(shù)最終確定。切向變位系數(shù)是在高變位系數(shù)確定后進(jìn)一步詳細(xì)計(jì)算的。依據(jù)齒形系數(shù)相等的原則經(jīng)過多次迭代計(jì)算得到。變位系數(shù)計(jì)算程序的流程圖如圖4-8所示。（1）克林根貝格錐齒輪的基本參數(shù)克林根貝格錐齒輪幾何參數(shù)計(jì)算的原始參數(shù)見，程序界面。這些參數(shù)是錐齒輪進(jìn)行尺寸計(jì)算的必要參數(shù)，都在程序的參數(shù)輸入界面上體現(xiàn)了出來。對(duì)于高變位系數(shù)X1和切向變位系數(shù)Xt1的計(jì)算將在下面詳細(xì)介紹。表5-1幾何參數(shù)計(jì)算的原始參數(shù)（2）高變位系數(shù)和切向變位系數(shù)的計(jì)算高變位系數(shù)的計(jì)算要通過迭代計(jì)算錐齒輪參考點(diǎn)法面當(dāng)量齒輪的滑動(dòng)率來得到，錐齒輪參考點(diǎn)法面當(dāng)量齒輪的滑動(dòng)率公式如下所示：表5-2錐齒輪參考點(diǎn)法面當(dāng)量齒輪的滑動(dòng)率計(jì)算公式其中：βm為參考點(diǎn)螺旋角；αn為法向壓力角；ha*為齒頂高系數(shù)克林根貝格錐齒輪高變位系數(shù)的準(zhǔn)則是：相配兩齒輪齒頂和齒根滑動(dòng)率絕對(duì)值之和相等，即ηa1+|ηf2|=ηa2+|ηf1|按照公式進(jìn)行迭代計(jì)算。因?yàn)楣接?jì)算并不能做到絕對(duì)的相等，我們?cè)O(shè)定一個(gè)條件，設(shè)ζ1k=ηa1+|ηf2|，ζ2k=ηa2+|ηf1|，當(dāng)|ζ1k-ζ2k|<0.001的時(shí)候跳出迭代，得到X1的值。當(dāng)經(jīng)過迭代得到X1后，還要進(jìn)行小輪根切校核，由得到小輪小端法面當(dāng)量齒輪齒數(shù)eq\o(\s\up5(-0.070),\s\do5(-0.210))eq\o(\s\up5(-0.070),\s\do5(-0.210))EQ\0(\s\up5(u),\s\do5(d)：其中：βi為小端螺旋角于是小輪最小高變位系數(shù)為：其中：mni為小端法向模數(shù)；Δδ為分錐角修正量PAGE54當(dāng)X1min≤X1時(shí)，X1保持不變，當(dāng)X1min>X1時(shí)，取X1=X1min?？酥棋F齒輪以大小兩齒輪的齒形系數(shù)相等為條件，通過迭代計(jì)算初切向變位系數(shù)Xt1值，具體公式表(5-3)所示。表5-3擺線齒輪齒形系數(shù)計(jì)算正像上面所說的那樣，高變位系數(shù)和切向變位系數(shù)是通過一系列的公式進(jìn)行迭代，滿足條件后跳出迭代，最終求得值。通常是由用戶輸入初值，程序根據(jù)這個(gè)值進(jìn)行迭代。我們分別設(shè)定Δζk=|ζ1k-ζ2k|，ΔYFa=|YFa1-YFa2|。（3）克林根貝格錐齒輪部分檢驗(yàn)根據(jù)刀盤無干涉條件和判斷是否干涉，如有刀盤干涉則跳出提示信息(圖5-13)，并顯示、、r0+ha0tanαn的具體值，重新選擇名義半徑r0的刀盤，進(jìn)行重新計(jì)算。當(dāng)小輪小端法面當(dāng)量齒輪齒頂厚sai1<0.3mn，認(rèn)為小輪齒頂變尖，需要在小輪頂錐面小端倒坡，切去齒頂變尖的部分，形成雙頂錐面。對(duì)于倒坡寬度bk的求解，首先要用迭代的方法求出倒坡后小輪小端頂圓直徑dvak，dvak的初值選用sai1=0.3mn時(shí)小輪小端法面當(dāng)量齒輪的頂圓直徑dvak=dvani1-2mnK，其中，j為迭代次數(shù)，當(dāng)j＝1時(shí)，Kj=0，dvak=dvani1當(dāng)j>1時(shí)，由圖5-15得到(5-6)迭代求解dvak值時(shí)，要求Δsai1=sak-0.3mn>0或|Δsai1|>10-3。然后在根據(jù)表計(jì)算最后的倒坡寬度。在小端齒頂?shù)蛊潞蟪绦驎?huì)顯示倒坡條件中的參數(shù)值，確認(rèn)倒坡的條件。4.2齒輪強(qiáng)度校核模塊的設(shè)計(jì)克林貝格擺線錐齒輪強(qiáng)度校核計(jì)算涉及到的公式、工況、系數(shù)等情況特別復(fù)雜，若憑人工計(jì)算，查圖表獲得各個(gè)系數(shù)相當(dāng)?shù)馁M(fèi)時(shí)，本文編制了強(qiáng)度計(jì)算模塊來完成齒輪強(qiáng)度的檢驗(yàn)計(jì)算。程序中整理了強(qiáng)度計(jì)算過程中用到的材料、應(yīng)力、硬度及其它的系數(shù)信息，設(shè)計(jì)了不同的數(shù)據(jù)表存放于一個(gè)Access數(shù)據(jù)庫中，方便程序調(diào)用。尺輪材料的疲勞極限、硬度信息一般以圖表的形式給出，程序中采用試驗(yàn)齒輪在失效概率為1%時(shí)的接觸疲勞極限和彎曲疲勞極限對(duì)齒輪的PAGE54強(qiáng)度進(jìn)行校核。在這一試驗(yàn)條件下得到的材料的硬度與應(yīng)力的關(guān)系呈線性關(guān)系，如圖4-9所示，所以比較容易將其數(shù)據(jù)化，以此圖為例說明圖表數(shù)據(jù)化的過程。取如圖4-9所示取值線上的兩個(gè)點(diǎn)，標(biāo)明其HBS-σFlim坐標(biāo)，見表4-1。利用兩點(diǎn)建立一個(gè)直線方程，當(dāng)材料確定，材料硬度確定時(shí)，就可以方便的確定極限應(yīng)力的值。當(dāng)然數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不能簡(jiǎn)單的以這種方式存放，必須結(jié)合相應(yīng)的材料信息和將常用齒輪的材料及熱處理方式進(jìn)行分類，整理存放在數(shù)據(jù)庫中，結(jié)合其它的要求和計(jì)算公式完成強(qiáng)度檢驗(yàn)計(jì)算。程序中采用以MicrosoftJet引擎為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)訪問對(duì)象DAO（DataAccessObject）方式訪問數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)的提取和選擇通過結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL完成。另外齒輪的工況設(shè)置盡量以選項(xiàng)的形式給出，需要輸入的數(shù)據(jù)給出一個(gè)默認(rèn)值給用戶提供引導(dǎo)的功能，如圖4-11所示。同樣齒輪強(qiáng)度檢驗(yàn)?zāi)K也包括幾個(gè)小模塊：齒輪副的受力分析模塊，完成輪齒的受力分析并記錄數(shù)據(jù)；齒輪材料選擇模塊，確定齒輪的材料，便于進(jìn)一步的強(qiáng)度檢驗(yàn)計(jì)算；齒輪工作要求確定模塊，確定齒輪的工況，以便確定強(qiáng)度檢驗(yàn)檢驗(yàn)計(jì)算過程中的各個(gè)系數(shù)；精度等級(jí)確定模塊，確定齒面的精度等級(jí)；齒面接觸強(qiáng)度校核模塊，進(jìn)行齒面強(qiáng)度檢驗(yàn)計(jì)算；齒根彎曲強(qiáng)度校核模塊，齒根彎曲強(qiáng)度檢驗(yàn)計(jì)算。我國(guó)頒布過GB1062－1988錐齒輪承載能力計(jì)算方法和GB1136－1989錐齒輪膠合承載能力計(jì)算方法。對(duì)于直齒錐齒輪、弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的承載能力計(jì)算，以美國(guó)格利森法為基礎(chǔ)的AGMA標(biāo)準(zhǔn)仍被廣泛應(yīng)用?！皧W”制擺線錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪則利用CDS軟件計(jì)算，該軟件采用了NicmannG.的強(qiáng)度計(jì)算法?？肆指惛窆局贫藬[線齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)KN3030。用這4種方法計(jì)算同一對(duì)錐齒輪的承載能力，得到的結(jié)果一般是不同的。為使各種齒輪的錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪有可比性，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于2000年提出ISO/FDIS10300錐齒輪承載能力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)修訂草案。本系統(tǒng)采用ISO/FDIS10300的B1法，對(duì)擺線齒錐齒輪進(jìn)行接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核。這種計(jì)算方法與GB10062-1988和KN3030接近，但比前者新穎，比后者完善。其程序流程圖如5-13所示。圖5-13克制齒輪強(qiáng)度校核流程圖強(qiáng)度校核原始參數(shù)的輸入界面如圖5-7所示，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)要求在參數(shù)輸入的界面上對(duì)最小安全系數(shù)參考值，包括許用接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)和許用抗彎最小安全系數(shù)進(jìn)行選擇(圖5-14)。圖5-14最小安全系數(shù)參考值界面PAGE54(5-7)其中：σHlim為試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限；ZNT為接觸疲勞壽命系數(shù)；ZX為尺寸系數(shù)；ZL為潤(rùn)滑劑系數(shù)系數(shù)；ZV為速度系數(shù)；ZR為粗糙度系數(shù)；ZW為工作硬化系數(shù)；σHO為齒面計(jì)算接觸應(yīng)力基本值；KA為使用系數(shù)；KV為動(dòng)載系數(shù)；KHβ為接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)；KHα為接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分布系數(shù)；求得接觸強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)，由公式(5-8)其中：σFlim為試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限；YST為試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)；YNT為彎曲疲勞壽命系數(shù)；YδrelT為相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)；YrelT為相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)；YX為尺寸系數(shù)；σFO為齒根應(yīng)力基本值；KFβ為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)；KFα為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分布系數(shù)；求得彎曲強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)，并分別和相應(yīng)的最小安全系數(shù)進(jìn)行比較，如果大于相應(yīng)的最小安全系數(shù)，那么強(qiáng)度校核合格，否則重新調(diào)整幾何參數(shù)或者直到能符合齒輪的設(shè)計(jì)要求。PAGE544.2切齒調(diào)整計(jì)算參考文獻(xiàn)[2]的計(jì)算方法進(jìn)行。該模塊直接調(diào)用參數(shù)計(jì)算模塊中計(jì)算得到的齒輪幾何參數(shù)，再在如圖4-13所示的切齒調(diào)整對(duì)話界面中輸入相關(guān)的刀盤尺寸和機(jī)床的基本參數(shù)，程序會(huì)自動(dòng)完成刀位偏心角、刀盤安裝角、偏心距調(diào)整量、展成起始搖臺(tái)角、展成終止搖臺(tái)角、輪坯安裝角、分度及差動(dòng)交換齒輪比等切齒調(diào)整參數(shù)的計(jì)算，并記錄輸出計(jì)算數(shù)據(jù)?？肆指惛皴F齒輪加工特點(diǎn)克林根貝格公司推行的AMK系列機(jī)床和刀具系統(tǒng)，專門用來加工克林根貝格螺旋錐齒輪。就其加工設(shè)備和加工方法而言，克林根貝格制螺旋齒輪的主要加工特點(diǎn)如下：(1)連續(xù)分度法加工，精度高，效率高；(2)采用平面產(chǎn)形輪原理加工，避免了對(duì)角接觸，機(jī)床的調(diào)整及調(diào)整計(jì)算方便；(3)刀盤的規(guī)格及數(shù)量小，覆蓋范圍大；(4)鼓型齒接觸，接觸區(qū)修正方便及有較大的接觸區(qū)修正能力；(5)可以進(jìn)行硬齒面強(qiáng)力刮削，提高齒輪精度及表面光潔度；(6)無接觸區(qū)擴(kuò)散?？肆指惛窆粳F(xiàn)在又研究了九軸的CNC控制螺旋錐齒輪加工機(jī)床，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接帶動(dòng)執(zhí)行元件，消除了由于傳動(dòng)鏈長(zhǎng)而增加的中間環(huán)節(jié)誤差，大大提高了機(jī)床的加工精度和制造柔性，可以說是萬能機(jī)床，它可通過CNC技術(shù)得到想要切削的任意齒制的齒輪副?？肆指惛皴F齒輪主要機(jī)床參數(shù)及計(jì)算流程克林根貝格AMK系列銑齒機(jī)，都用連續(xù)分度雙面銑齒展成加工擺線齒錐齒輪。刀軸不傾斜。其中某些型號(hào)銑齒機(jī)可用于硬齒面刮削。由于AMK銑齒機(jī)缺微機(jī)控制系統(tǒng)，需要由人工調(diào)整九個(gè)主要參數(shù)，確定齒坯與刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。九個(gè)參數(shù)大致可以分成五組：(1)刀盤和輪坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)AMK型銑齒機(jī)，按刀位組數(shù)和被加齒輪數(shù)確定由刀盤到輪坯傳動(dòng)鏈中分度交換齒輪比，保證刀盤轉(zhuǎn)過一組齒時(shí)，冠輪和輪坯各轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，實(shí)現(xiàn)連續(xù)分度。(2)搖臺(tái)位置及展成進(jìn)給PAGE54用展成法銑齒時(shí)，搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要確定展成起始和終止的搖臺(tái)角；AMK型銑齒機(jī)，通過調(diào)整差動(dòng)交換齒輪比，將搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)按一定的關(guān)系附加到冠輪和齒坯上，形成展成運(yùn)動(dòng)；搖臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)為展成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。粗銑無展成切入銑齒時(shí)，需要確定切入搖臺(tái)角。(3)切入進(jìn)給調(diào)切入進(jìn)給控制切入深度。對(duì)于模數(shù)較大的齒輪，一般先鎖住搖臺(tái)，用切入進(jìn)給連續(xù)分度銑齒法開槽，然后再用展成法精銑。(4)刀位位置調(diào)偏心盤的角度確定刀位，即內(nèi)刀盤軸線至搖臺(tái)軸線的距離；調(diào)外刀盤偏心距確定刀盤安裝角，從而確定外刀盤與內(nèi)刀盤回轉(zhuǎn)中心的偏距。(5)輪坯位置調(diào)輪坯安裝角控制臺(tái)去確定輪坯安裝角；調(diào)刀位控制臺(tái)確定輪位；調(diào)垂直輪位確定垂直輪位。機(jī)床調(diào)整參數(shù)計(jì)算流程圖如下所示：圖5-15機(jī)床調(diào)整參數(shù)計(jì)算流程圖4.3擺線齒錐齒輪CAD二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（單列一章）4.4擺線齒錐齒輪實(shí)體仿真的實(shí)現(xiàn)（單列一章）4.5設(shè)計(jì)結(jié)果的顯示、打印和輸出采用MSHFlexGrid控件和RichTextBox控件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示，并可以將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)保存為Excel文件和純文本文件。4.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)VB具有面向?qū)ο蠡P(guān)系型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和管理能力，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作。軟件采用以MicrosoftJet引擎為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)訪問對(duì)象DAO（DataAccessObject）方式管理訪問數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫中存放了齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算過程中用到各型號(hào)刀盤的參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、精度等級(jí)等數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)化了的材料、應(yīng)力、硬度等圖表信息，數(shù)據(jù)的查詢和獲取主要利用結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL來實(shí)現(xiàn)。4.7程序的封裝和發(fā)布問題PAGE545擺線齒錐齒輪CAD圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程5.1錐齒輪軟件設(shè)計(jì)模塊與AutoCAD繪圖平臺(tái)的通信5.1.1AutoCAD與ActiveXAutomationAutoCAD作為一種具有高度開放結(jié)構(gòu)的CAD平臺(tái)軟件，它提供了強(qiáng)大的二次開發(fā)環(huán)境。從AutoCADR14版開始，AutoCAD引入了ActiveXAutomation技術(shù)。AutoCAD的ActiveX自動(dòng)化是微軟制定的一種實(shí)現(xiàn)程序間通信、調(diào)用的軟件復(fù)用規(guī)范。由于ActiveX技術(shù)是一種完全面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，所以許多面向?qū)ο蠡幊痰恼Z言和應(yīng)用程序，可以通過ActiveX與AutoCAD進(jìn)行通信，并操縱AutoCAD的許多功能。Automation技術(shù)允許一個(gè)應(yīng)用程序操縱在另一個(gè)應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)的對(duì)象，從而可以被操縱。操縱程序被稱為客戶，而被操縱程序稱為服務(wù)器，被操縱的對(duì)象是Active對(duì)象。ActiveXAutomation由客戶程序和服務(wù)器程序組成，客戶程序是操縱者與控制者，服務(wù)器程序是被控制者，它包含了一系列的暴露對(duì)象。只要服務(wù)器程序提供一定的接口，可以使任何對(duì)象實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。對(duì)象包含了一些外部接口，它們被稱為方法與屬性。方法是自動(dòng)化對(duì)象的一些函數(shù)，它們是提供給客戶程序的外部公共成員函數(shù)。屬性是一個(gè)對(duì)象的一些命名特征，即對(duì)象的一些公有數(shù)據(jù)域。Automation服務(wù)器和客戶之間數(shù)據(jù)傳遞的安全機(jī)制比較復(fù)雜，它一般使用Variant類型傳遞數(shù)據(jù)，它支持許多標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型。AutoCADActiveXAutomation提供了一種程序化的機(jī)制來操縱AutoCAD，這種操作既可以是在AutoCAD內(nèi)部，也可以是來自AutoCAD外部的。圖形象地表示出AutoCAD將一些Objects(對(duì)象)裸露在AutoCADApplication程序的外部，以便于其他程序訪問。用戶可以使用AutoCAD自帶的VBA編輯器來訪問，也可以通過Java，C++，VisualBasic，Delphi等訪問，甚至還可以用WordVBA、ExcelVBA來訪問。5.1.2VisualBasicVisualBasic與AutoCAD的連接使用的是COM技術(shù)。AutoCAD作為服務(wù)程序，其暴露給客戶程序VB的對(duì)象、屬性和方法保存在類型庫中，庫文件名為acad.tlb，位于AutoCAD的目錄中。VisualBasic在使用AutoCAD應(yīng)用程序?qū)ο笾?，要先引用它的類型庫。引用的方法是在VB編程界面的引用對(duì)話框中選擇AutoCAD2006ObjectLibrary。如果該項(xiàng)沒有列出，單擊”瀏覽”PAGE54，在打開的文件對(duì)話框中選擇acad.tlb文件（位于AutoCAD2006安裝目錄下）即可。在完成對(duì)類型庫的引用后，需進(jìn)一步完成VisualBasic與AutoCAD的連接。所以要同時(shí)用到GetObject函數(shù)或CreateObject函數(shù)來獲得ActiveX對(duì)象，然后使用Set語句將對(duì)象賦給對(duì)象變量，在程序代碼中使用定義的對(duì)象變量就可以引用該對(duì)象。實(shí)現(xiàn)VisualBasic與AutoCAD之間連接的程序代碼如下：PrivateSubLinkAutoCAD()OnErrorResumeNext'獲得正在運(yùn)行的AutoCAD應(yīng)用程序?qū)ο骃etAcadApp=GetObject(,"AutoCAD.Application.16")IfErrThenErr.Clear'創(chuàng)建一個(gè)新的AutoCAD應(yīng)用程序?qū)ο骃etAcadApp=CreateObject("AutoCAD.Application.16")IfErrThenMsgBoxErr.DescriptionExitSub