基于SolidWorks的斜齿轮参数化描述与设计Word文档下载推荐.docx
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2012年5月10日
摘要
本文设计的是基于SolidWorks的齿轮参数化三维实体绘图系统,其对象为渐开斜齿圆柱齿轮。
此系统能够安照用户输入的参数,在SolidWorks环境下自动完成渐开线斜齿圆柱齿轮三维实体参数化造型。
此次设计,是以三维实体机械造型软件SolidWorks为基础,以VB为开发工具,调用API函数,对SolidWorks进行二次开发,并实现了斜齿轮的参数化三维造型设计。
齿轮参数化设计与造型软件的开发,实现了齿轮参数化设计与三维实体造型的结合,缩短了产品研发时间,提高了产品质量。
关键词:
斜齿轮,SolidWorks,API,二次开发,VB,斜齿轮参数化设计
TheParametricDescriptionandDesignofHelicalGearBasedonSolidWorks
Abstract
Thedesignistofinishagearparametricalthree-dimensionalmodelingdesignsystemwhichisbasedonSolidWorks.Itsdesignobjectsareinvolutehelicaltoothcylindergearwheel.Thefunctionsofthissystemdesignedistoautomaticallyfinishparametricalthree-dimensionalmodelingofinvolutestraighttoothandhelicaltoothcylindergearwheelintheenvironmentofSolidWorkssoftware.Inthisdesign,itintroducesthatittakesSolidWorkswiththree-dimensionalmechanicalmodelingdesignsoftwareasbasis,andusesVisualBasicastheexploitationimplement,thefundamentalmethodofcallingAPIfunctiontoactuatethefurtherdevelopmentofSolidWorksandusesthismethodtorealizegearparametricalthree-dimensionalmodelingdesignaccordingtoparametersinputbyusers.Thedevelopmentofgearparametricaldesignandmodelingsoftwarebringsaboutthejoinofgearparametricaldesignandthree-dimensionalsubstancemodeling,shortensthetimeofdesignproduce,andbenefitstheimprovementofproducequality.
Keywords:
helicalgear,SolidWorks,API,FurtherdevelopmentofSolidworks,VB
Parametericaldesignofhelicalgear
第一章绪论
1.1研究背景
齿轮机构是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。
它依靠轮齿齿廓直接触来传递空间任意两轴间的运动和动力,并且具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠等优点,广泛用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域,而斜齿轮的轮齿在交替啮合时所受的载荷是逐渐加上,在逐渐卸掉的,因此啮合性能好,重合度大,降低了每对轮齿的载荷,传动比较平稳,冲击、振动和噪声较小,适宜于高速、重载传动,目前斜齿轮传动技术已经成为世界各国机械传动发展的重点之一。
在设计制造齿轮产品时,齿轮的三维实体造型是一个关键的技术,如齿轮造型精度不高,将直接影响有限元分析、虚拟样机设计的仿真结果,并直接影响到齿轮产品的制造精度。
传统的造型方法都只是几何要素的简单堆叠,仅描述了产品的几何形状,而不具备由于几何尺寸变化而使图形变换的尺寸驱动功能。
这样一来哪怕是改变复杂模型的一个尺寸,也需要擦掉原有图形、重新构建一个新的图形,这种简单的重复工作严重影响设计效率,能否建立起图形的几何尺寸与几何数据的关联,通过更改数据实现几何模型的变化呢?
这就是参数化设计!
参数化设计将模型中的约束信息变量化,使之成为可以调整的参数,赋以变量化参数以不同的数值,就能得到大小和形状不同的零件模型,这种方法效率高、实现简单,程序量小。
CAD/CAM技术的快速发展,为工业提供了强大的技术支持,为产品的设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最佳选择。
SolidWorks是基于Windows开发的全参数化三维CAD系统,广泛应用于汽车制造、工程机械等领域,具有良好的开放性和兼容性,支持VisualBasic,VisualC++等开发语言,便于在SolidWorks环境下进行二次开发,并且SolidWorks功能强大,易学易用。
本文主要分析了在SolidWorks环境下,利用VB语言对斜齿轮进行参数化和二次开发,实现斜齿轮的参数化驱动,这样通过修改斜齿轮模型的基本结构参数就可以快速实现斜齿轮的三维建模,从而提高了建模速度、降低了造型难度、减少了重复性劳动、节约了时间,提高了设计效率。
第二章斜齿轮的参数化描述
采用计算机辅助设计方法对斜齿轮进行设计,必须对斜齿轮进行参数化描述。
模数是齿轮的一个重要参数,已经标准化了。
由于斜齿轮存在着螺旋角,所以斜齿轮存在法面模数
和端面模数
,由于刀具进刀的方向一般是垂直其法面的,故法面参数与刀具的参数相同,所以取为标准值。
但在计算斜齿轮的几何尺寸时却需按端面参数进行,因此必须建立法面参数与端面参数的换算关系。
(2-1)
式中
为齿顶高、
为齿根高、
为分度圆直径、
为齿顶圆直径、
为齿根圆直径、
为法面模数、
为端面模数、
为法面齿顶高系数(
=1),
为法面顶隙系数(
=0.25)。
我国对一般用途的齿轮传动的标准压力角为20°
,所以一般标准渐开线斜齿轮的法面压力角
20°
。
齿数z的选择应根据实际的条件选择,但要保证不发生根切。
螺旋角
的存在使得斜齿轮传动平稳,但为了不使轴承承受过大的轴向力,
不宜选得过大,常在
=8°
~20°
之间选择。
第三章VB开发SolidWorks的过程和一般步骤
使用VB6.0作为开发工具,因为采用的是DLL动态链接库方式,必须在VB中导入所需要的3中类型库:
SldWorks2011TybeLibrary,SldWorksConsttybeLibrary,SldWorksexposedtybelibrariesforadd-inuse.然后才能调用SolidWorks的对象、方法和属性。
3.1具体的开发步骤:
(1)安装SolidWorks和VB6.0
(2)启动VB6.0,新建一个工程,导入所需要的3种类型库,然后编写代码,在任何情况下,所写的代码应类似于由SolidWorks的宏工具所产生的代码。
在SolidWorks中,应用宏工具(“工具”—“宏”—“录制”)来获得程序头部和应用程序的代码是十分有用的。
(3)在VB里,选择文件,生成工程.exe文件即可。
用VB写的应用程序能够在许多地方运行。
在SolidWorks中运行,则单击“工具”—“宏”—“运行”命令,选择源文件即可;
若为工程.exe文件运行,直接运行即可。
3.2使用宏命令建立一个宏文件
(1)启动SolidWorks并建立一个新的零件,使用默认的单位mm。
(2)单击SolidWorks菜单栏中的“视图”—“工具”—“宏”命令,以显示宏工具条。
(3)击宏工具条中的
(录制/暂停)按钮
(4)选择“前视基准面”单击
(草图绘制)按钮,进入草图绘制环境。
(5)单击
(圆)按钮,以原点为圆心绘制一个圆,并设置半径为20mm,确定。
如图3-1所示。
图3-1选择前视基面并创建圆
(6)创建圆柱体模型。
点击
(拉伸凸台基体),在“特征管理器中”设置拉伸深度为150mm,确定后,如图3-2所示。
图3-2圆柱体模型
(7)单击
(停止)按钮,在弹出的“另存为”对话框中输入文件名为“circlr.swap”,单击“保存”按钮。
删除所有建立的特征和草图。
(8)单击
(运行)按钮,选择“circle.swp”,并观察结果。
(9)单击菜单栏中的“工具”—“自定义”命令,系统弹出“自定义”对话框。
单击“命令”选项卡,在“类别”选项栏中选择“宏”,将
(自定义宏)按钮拖动到宏工具条中,如图3-3所示。
当拖动自定义按钮到其他工具条,SolidWorks会弹出如图3-4所示的对话框。
图3-3创建自定义按钮
图3-4自定义按钮的相应参数
(10)单击“编辑”按扭,进入VBA编程器,如图3-5所示,修改或浏览录制的程序代码。
图3-5VBA编辑器状态
3.3理解录制的程序代码
3.3.1变量描述
DimswAppAsObject‘swApp声明为对象,表示SolidWorks应用程序
DimPartAsObject‘Part声明为对象,表示SolidWorks零件环境
DimboolstatusAsBoolea‘boolstatus声明为布尔值
DimlongstatusAsLong,longwarningsAsLong
‘这两个变量为长整型
DimFeatureDataAsObject
‘FeatureData声明为对象,表示SolidWorks特征数据
DimFeatureAsObject‘Feature声明为对象,表示SolidWorks特征
DimComponentAsObject‘Component声明为对象,表示SolidWorks装配体的组件
3.3.2程序入口
每个宏程序必须有一个程序入口,如SubMain()。
3.3.3VB与SolidWorks程序建立连接关系
SetswApp=Application.sldWorks是宏程序与SolidWorks建立连接的桥梁代码,得到的应用程序作为对象传给swApp,没有这条代码宏程序不能继续运行。
SetPart=swApp.ActiveDoc是宏程序与SolidWorks中的零件环境建立连接的桥梁代码,所得到的当前工作环境作为对象传给Part,这条代码也不能少,否则程序不能运行。
3.4SolidWorksAPI的调用
SolidWorksAPI的调用是指调用SolidWorks的事件、方法、属性及相关功能,SolidWorksAPI有自己的调用方法及调用顺序,可以参考“SolidWorksAPI和插件帮助主题”。
3.4.1SolidWorks应用程序对象
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- 基于 SolidWorks 齿轮 参数 描述 设计