[論文精品] 基于Solid Works的齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì).doc

基于SolidWorks齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)第1頁(yè)共6頁(yè)基于SolidWorks的齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)摘要：本文以齒輪滾刀為對(duì)象，建立其數(shù)學(xué)模型，使用VisualBasic對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了齒輪滾刀的三維參數(shù)化建模，所完成的三維實(shí)體零件為后續(xù)的有限元分析、仿真加工提供了必要條件。關(guān)鍵詞：齒輪滾刀；參數(shù)化設(shè)計(jì)；SolidWorksVisualBasicParametric3D-DesignforGearHobsBasedonSolidWorksAbstract:Thispapertakesthegearhobsasanobject,establishesitsmathematicalmodel,IntroducesthetheoryandmethodoftheRedevelopmentapproachorSolidWorkswithVisualBasic.Ithasrealizedthegearhobsparametric3D-model,whichhasprovidedtheessentialconditionforfollowingwork.Keyword:gearhobs,parametricdesign,SolidWorksVisualBasic.齒輪滾刀用于加工齒輪，包括直齒、斜齒等，應(yīng)用比較廣泛，傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)齒輪刀具時(shí)，計(jì)算量比較大、過(guò)程也繁瑣；當(dāng)設(shè)計(jì)的結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，重新計(jì)算耗費(fèi)時(shí)間和精力，而且易于出錯(cuò)，制造周期長(zhǎng)，制造成本高。三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的引入，提高了設(shè)計(jì)的效率，縮短了設(shè)計(jì)周期、保證設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性，從而對(duì)提高齒輪加工水平具有重要的意義。滾刀的造型精度，決定了被加工齒輪的精度。本文以SolidWorks為平臺(tái)，利用VB語(yǔ)言進(jìn)行程序界面的設(shè)計(jì)及編制造型程序，實(shí)現(xiàn)齒輪滾刀的三維參數(shù)化造型。其造型的精確性高，為后續(xù)的有限元分析、加工仿真和數(shù)控加工等提供了必要的條件。1.數(shù)學(xué)模型在滾刀傳動(dòng)中,常用的是阿基米德滾刀,其螺旋面的形成與螺紋的形成相似,由漸開(kāi)線形成截面繞圓柱螺旋線掃描得到。圖1所示為滾刀齒槽截面圖形,其頂點(diǎn)坐標(biāo)可表示為:Fig.1SectionofGearHob基于SolidWorks齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)第2頁(yè)共6頁(yè)圖1滾刀齒槽截面各個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算如下：CR=dfg/2齒輪分度圓半徑CRf=Deg/2-hg齒輪根圓半徑CRb=CR*Cos(CA)齒輪基圓半徑CRa=Deg/2齒輪頂圓半徑CM1=CM齒輪模數(shù)齒輪基圓齒厚CSb=Cos(CA)*(pi*CM1/2+dfg*(Tan(CA)-(CA)Th(1)=(3.14*CM1*Cos(CA)-CSb)/(2*CRb)Th(0)=Th(1)/3Th(2)=Th(1)+Tan(CA)-CAACos-反余弦，自定義函數(shù)Th(3)=Th(1)+Tan(Acos(CRb/CRa)-Acos(CRb/CRa)第0點(diǎn)points(0)=0:points(1)=CRf第1點(diǎn)points(2)=CRf*Sin(Th(0):points(3)=CRf*Cos(Th(0)第2點(diǎn)基于SolidWorks齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)第3頁(yè)共6頁(yè)points(4)=CRb*Sin(Th(1):points(5)=CRb*Cos(Th(1)第3點(diǎn)points(6)=CR*Sin(Th(2):points(7)=CR*Cos(Th(2)第4點(diǎn)points(8)=tz-CRa*Sin(Th(3)-1:points(9)=CRa*Cos(Th(3)+2#2.三維參數(shù)化建模方案及實(shí)現(xiàn)2.1總體編程步驟(1)變量申明:在VB程序中對(duì)全部變量進(jìn)行聲明,確保程序正確運(yùn)行。(2)輸入?yún)?shù):設(shè)計(jì)用戶界面窗口,輸入創(chuàng)建齒輪滾刀實(shí)體模型必須的參數(shù)。如圖3所示,輸入?yún)?shù)主要包括:外徑Deg,孔徑d，全長(zhǎng)L，軸臺(tái)外徑d,軸臺(tái)長(zhǎng)度l,容屑槽數(shù)Zg。圖3界面中滾刀參數(shù)區(qū)域(3)計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸:按滾刀的尺寸公式計(jì)算參數(shù),得出滾刀的分度圓、齒頂圓、齒根圓、基圓直徑等建模過(guò)程中要使用的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。(4)創(chuàng)建滾刀實(shí)體:首先以滾刀外圓直徑Deg、螺紋部分長(zhǎng)度、全長(zhǎng)L、軸臺(tái)尺寸、孔徑為參數(shù)創(chuàng)建圓柱體及內(nèi)孔,然后按式(1)計(jì)算滾刀齒槽各坐標(biāo)點(diǎn)并繪制封閉的齒槽輪廓線,再以滾刀分度圓直徑為基圓、滾刀軸向齒距為導(dǎo)程,生成圓柱螺旋線,最后進(jìn)行掃描切除,得到有螺紋部分滾刀實(shí)體模型。最后，繪制容屑槽草圖，采用拉伸切除，陣列后得到滾刀的完整實(shí)體?；赟olidWorks齒輪滾刀三維參數(shù)化設(shè)計(jì)第4頁(yè)共6頁(yè)2.2創(chuàng)建滾刀實(shí)體有螺紋部分的滾刀造型的主要實(shí)現(xiàn)方法及主要程序代碼如下:(1)創(chuàng)建滾刀體首先建立滾刀體截面草圖，使用直線、圓弧繪制代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)Boolstatus=Part.Extension.SelectByID(前視,PLANE,0,0,0,False,0,Nothing)-h代表橫坐標(biāo)z代表縱坐標(biāo)-Part.CreateLine2h1/1000,z1/1000,0,h2/1000,z2/1000,0Part.CreateArcVBh8/1000,z9/1000,0,h8/1000,z8/1000,0,h9/1000,z9/1000,0,-1Part.CreateLine2h9/1000,z9/1000,0,h10/1000,z10/1000,0Part.CreateLine2h10/1000,z10/1000,0,-h10/1000,z10/1000,0通過(guò)選擇基面和原點(diǎn)建立基準(zhǔn)軸boolstatus=Part.ExtensionSelectByID(右視基準(zhǔn)面,PLANE,0,0,0,False,0,Nothing)Boolstatus=Part.ExtensionSelectByID(點(diǎn)1原點(diǎn),EXTSKETCHPOINT,0,0,0,True,0,Nothing)Part.InsertAxis2True通過(guò)旋轉(zhuǎn)特征來(lái)完成滾刀外圓實(shí)體，所需代碼如下：Part.InsertSketch2Trueboolstatus=Part.Extension.SelectByID(基準(zhǔn)軸18,AXIS,0,0,0,True,4,Nothing)boolstatus=Part.Extension.SelectByID(草圖