減速器輔助設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)――關(guān)鍵零部件的參數(shù)化畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 目 次1 引言11.1 AutoCAD應(yīng)用 11.2 AutoCAD二次開(kāi)發(fā) 11.3 ActiveX Automation技術(shù) 31.4 本課題研究容安排 42 零部件參數(shù)化設(shè)計(jì) 43 齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) 43.1 齒輪的機(jī)械設(shè)計(jì)方法 43.2 系統(tǒng)的工作流程 53.3 系統(tǒng)的用戶界面 53.4 創(chuàng)建對(duì)AutoCAD部件對(duì)象的引用 63.5 程序中強(qiáng)度的計(jì)算與校驗(yàn) 73.6 用戶界面中各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn) 83.7 零件圖的繪制 113.8 應(yīng)用實(shí)例 134 軸的參數(shù)化設(shè)計(jì) 144.1 系統(tǒng)的用戶界面 144.2 應(yīng)用實(shí)例 15結(jié)論 18致 19參考文獻(xiàn)20附錄A 齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)程序 21附錄B

2、軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)程序 471 引言AutoCAD是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的CAD圖形支撐平臺(tái)但缺少參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，因而不能完成零部件的自動(dòng)設(shè)計(jì)與繪圖，設(shè)計(jì)效率難以提高。本文主要研究減速器計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)，闡述應(yīng)用VB語(yǔ)言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)減速器關(guān)鍵零部件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。11 AutoCAD應(yīng)用CAD是一種利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理和數(shù)值計(jì)算能力，輔助人們進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，以達(dá)到理想的目的并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)?，F(xiàn)階段由于人們對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了許多以CAD技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件。在這些軟件中，應(yīng)用人數(shù)最多、最具影響力的當(dāng)屬AutoCAD。AutoCAD具有良好的用戶界面，通

3、過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD還具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持40多種分辨率由320×200到2048×1024的各種圖形顯示設(shè)備，以與30多種數(shù)字儀和鼠標(biāo)器，數(shù)十種繪圖儀和打印機(jī)，這就為AutoCAD的普與創(chuàng)造了條件1-3。然而在許多方面，AutoCAD還是無(wú)法達(dá)到預(yù)計(jì)的目的，如參數(shù)化設(shè)計(jì)等，因此，人們又對(duì)AutoCAD進(jìn)行了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，使AutoCAD能適應(yīng)更多的軟件支

4、持。這就是所謂的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)。12 AutoCAD二次開(kāi)發(fā)121 系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)功能AutoCAD不僅能夠勝任二、三維繪圖工作，而且還是一個(gè)良好的CAD二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，系統(tǒng)提供的主要開(kāi)發(fā)功能有：(1)用戶能自定義屏幕菜單、下拉式菜單、圖標(biāo)菜單、圖形輸入板菜單和按鈕菜單。(2)用戶能定義與圖形有關(guān)的一些屬性，如線型、剖面線圖案、文本字體、符號(hào)、樣板圖形等。(3)建立命令組文件，自動(dòng)執(zhí)行預(yù)定義的命令序列。(4)通過(guò)DXF或IGES等規(guī)的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，與其他CAD系統(tǒng)或應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的集成。(5)提供了一個(gè)完全集成在AutoCAD部的Visual LISP編程開(kāi)

5、發(fā)環(huán)境，用戶可使LISP語(yǔ)言定義新命令，開(kāi)發(fā)新應(yīng)用，迅速而方便地建立自己的高效解決方案。編譯后的Visual LISP代碼是二進(jìn)制的，從而有助于保護(hù)軟件算法和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。(6)具有一個(gè)功能強(qiáng)大的編程接口Object ARX，提供了對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的C語(yǔ)言編程環(huán)境與接口。用戶可以用從Object ARX AcDb的基本類中導(dǎo)出AutoCAD的所有對(duì)象，因此，用戶自定義的對(duì)象可以完全建立在已有的AutoCAD對(duì)象庫(kù)上。(7)配備了更加豐富的ActiveX對(duì)象用于定義和編程。應(yīng)用AutoCAD ActiveX技術(shù)，可以從AutoCAD部或外部應(yīng)用程序控制編程。(8)熟悉Visual Bas

6、ic的用戶還可以用VBA進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這也是一個(gè)面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境，它具有與VB類似的特點(diǎn)，語(yǔ)法簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大4。122 AutoCAD二次開(kāi)發(fā)工具(1)Visual LISP(VLISP)VLISP是新一代的AutoCAD LISP語(yǔ)言。VLISP對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行了擴(kuò)展，可以通過(guò)Microsoft ActiveX Automation接口與對(duì)象交互。同時(shí)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器函數(shù)，還擴(kuò)展AutoLISP響應(yīng)事件的能力。作為開(kāi)發(fā)工具，VLISP提供了一個(gè)完整的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，包括編譯器、調(diào)試器和其他工具，可以提高二次開(kāi)發(fā)的效率 。另外，VLISP還提供了工具用于發(fā)布獨(dú)立的應(yīng)用程序。(2)ARXObje

7、ctARX應(yīng)用程序以C+為基本開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，具有面向?qū)ο缶幊谭绞降臄?shù)據(jù)可封裝性、可繼承性與多態(tài)性的特點(diǎn)，用其開(kāi)發(fā)的CAD軟件具有模塊性好、獨(dú)立性強(qiáng)、連接簡(jiǎn)單、使用方便、部功能高效實(shí)現(xiàn)以與代碼可重用性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且支持MFC基本類庫(kù)，能簡(jiǎn)潔高效地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能。(3) 基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等開(kāi)發(fā)工具ActiveX Automation是一套微軟標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)允許通過(guò)外顯的對(duì)象由一個(gè)Windows應(yīng)用程序控制另一個(gè)Windows應(yīng)用程序，這也是面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)的精髓所在。ActiveX Automation服務(wù)器應(yīng)用程序是通過(guò)自身對(duì)象的屬性、方法、事件外顯其功能。對(duì)象是

8、服務(wù)器應(yīng)用程序的簡(jiǎn)單而抽象的代表。不管是用VB、VC、OFFICE VBA等從外部，還是用AutoCAD VBA從部對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，都是通過(guò)調(diào)用AutoCAD的對(duì)象體系結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的。ActiveX Automation技術(shù)的完全面向?qū)ο蠡幊痰奶攸c(diǎn)，使其開(kāi)發(fā)環(huán)境具備了強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)能力和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)良特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)工具的選擇也具有很大的靈活性。所以，利用ActiveX Automation技術(shù)，是極具潛力的一種開(kāi)發(fā)手段5-15。對(duì)于減速器輔助設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，就需要用到AutoCAD的這一二次開(kāi)發(fā)。利用ActiveX Automation技術(shù)，對(duì)減速器的零部件進(jìn)行分析，以達(dá)到參

9、數(shù)化設(shè)計(jì)。13 ActiveX Automation技術(shù)ActiveX Automation的使用方法(1)Application對(duì)象如果在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上安裝了AutoCAD，則Windows會(huì)自動(dòng)將其所有的信息注冊(cè)到系統(tǒng)注冊(cè)表里。那么在啟動(dòng)Visual Basic后，用戶可以象調(diào)用VB自己的對(duì)象一樣調(diào)用AutoCAD所提供的ActiveX。(2)Preferences與Document對(duì)象與AutoCAD中的Preferences對(duì)話框的作用一樣，通過(guò)Preferences對(duì)象可以讀取或設(shè)置AutoCAD的一些基本設(shè)置。Preferences對(duì)象通過(guò)Application的Preference

10、s屬性返回。(3)創(chuàng)建、查詢與修改AutoCAD圖形對(duì)象在創(chuàng)建AutoCAD圖形對(duì)象之前，首先必須定義并創(chuàng)建ModelSpace與PaperSpace集合對(duì)象。這兩個(gè)對(duì)象可通過(guò)Document對(duì)象的ModelSpace屬性與PaperSpace屬性返回。(4)非圖形對(duì)象除了ModelSpace與PaperSpace集合，Document對(duì)象中另外12個(gè)集合中的對(duì)象都是非圖形對(duì)象，如Layers集合包含了AutoCAD當(dāng)前文檔中所有的層，而Linetypes和TextStyles則分別為線型對(duì)象與字符型對(duì)象的集合。(5)用戶輸入Document對(duì)象中還包含有一個(gè)很重要的子對(duì)象Utility，Ut

11、ility對(duì)象提供了一些其它的實(shí)用功能，如用戶輸入控制(user-input)。user-input方法可以在AutoCAD的命令提示行中提示用戶輸入，并顯示相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)類型。這種類型的輸入對(duì)于屏幕坐標(biāo)系，實(shí)體選擇，短字符與數(shù)字的輸入有著極為重要的應(yīng)用。AutoCAD 的ActiveX Automation技術(shù)的出現(xiàn),標(biāo)志著AutoCAD 的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)取得了歷史性轉(zhuǎn)折。首先,它首次完全實(shí)現(xiàn)了OLE Automation,使得其他軟件可以方便地訪問(wèn)AutoCAD；其次,AutoCAD 首次實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)技術(shù),用戶可以操縱它提供所有的AutoCAD 對(duì)象；最后,基于ActiveX Aut

12、omation開(kāi)發(fā)技術(shù)的開(kāi)發(fā)工具得到空前的膨脹,已不再局限于C與C+系列語(yǔ)言,用Visual Basic, Delphi等工具都可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)。ActiveX Automation技術(shù)大提高了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率、健壯性與易維護(hù)性。14 本課題研究容安排選好課題后，在開(kāi)學(xué)期間充分利用學(xué)校圖書(shū)館、數(shù)字圖書(shū)館進(jìn)行文獻(xiàn)搜索。然后根據(jù)檢索來(lái)的文獻(xiàn)，按照任務(wù)書(shū)要求完成方案設(shè)計(jì)、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯。初期任務(wù)在前4周全部做完。由于該課題需要運(yùn)用到程序語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，在中期需要學(xué)習(xí)一種程序語(yǔ)言，并能夠運(yùn)用該語(yǔ)言編寫(xiě)出一些具有代表性的程序。同時(shí)學(xué)習(xí)和掌握齒輪類零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)基本方法，然后利用AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)，

13、運(yùn)用VB語(yǔ)言對(duì)程序進(jìn)行編制，開(kāi)發(fā)一個(gè)原型軟件系統(tǒng)，對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。最后，結(jié)合實(shí)際工作，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)。2 零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊完成減速器中關(guān)鍵零部件（如齒輪、軸等）的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，如對(duì)于齒輪零件，系統(tǒng)能夠根據(jù)所輸入的已知參數(shù)（如齒輪的傳遞功率、主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、主動(dòng)齒輪齒數(shù)等），自動(dòng)完成齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并輸出二維工程圖。下面主要以標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪為例，闡述零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法。3 齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)31 齒輪的機(jī)械設(shè)計(jì)方法齒輪在工程中應(yīng)用極其廣泛?？紤]到常用齒輪減速器中的齒輪通常為閉式傳動(dòng)的實(shí)際情況，故齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算可分為2種形式1：(1)軟齒面閉式齒

14、輪傳動(dòng)。齒輪的主要失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算出小齒輪直徑，再利用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。(2)硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)。齒輪的主要失效形式是齒根彎曲折斷，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出模數(shù)，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。32 系統(tǒng)的工作流程根據(jù)齒輪設(shè)計(jì)步驟，本系統(tǒng)按圖1所示的流程完成齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)。圖1 齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程33 系統(tǒng)的用戶界面為方便用戶與系統(tǒng)的交互，系統(tǒng)具有如圖2所示的用戶交互界面5。“初始設(shè)計(jì)條件”功能模塊，采用“文本庫(kù)”形式供用戶輸入已知參數(shù)，包括傳遞功率、轉(zhuǎn)速、齒數(shù)、傳動(dòng)比等；采用“組合框”控件，列出常用齒輪材料、熱處理方式與硬度，

15、方便用戶選擇。根據(jù)用戶選擇的材料與齒輪的硬度，通過(guò)“齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”和“齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”2個(gè)功能模塊，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)軟齒面齒輪和硬齒面齒輪的設(shè)計(jì)。“幾何尺寸”功能模塊，輸出主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的基本尺寸參數(shù)。圖2 齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)用戶界面單擊“繪圖”按鈕，自動(dòng)創(chuàng)建AutoCAD文件，并輸出齒輪的二維工程圖。34 創(chuàng)建對(duì)AutoCAD部件對(duì)象的引用此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯35 程序中強(qiáng)度的計(jì)算與校驗(yàn)由于齒輪有軟齒面和硬齒面之分，故在計(jì)算中可分別按齒面

16、接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，而在驗(yàn)算時(shí)則需按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核1,7,11。若按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。式中，為齒輪1分度圓直徑，為傳遞功率，為載荷集中系數(shù)，為泊松比，為齒寬系數(shù)，為齒輪2許用接觸應(yīng)力。程序代碼中與之相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句是d1 = Kd * (InputTorque * 1000 * Factor_LoadConcentration1 * (PoissonRatio + 1) / Factor_GearWidth / PoissonRatio / AllowableStress_contact2 / AllowableStres

17、s_contact2) (1 / 3)，其中，定義AllowableStress_contact2為齒輪2許用接觸應(yīng)力，定義PoissonRatio為泊松比，定義InputTorque為傳遞功率，定義Factor_LoadConcentration1為接觸強(qiáng)度時(shí)的載荷集中系數(shù)，定義Kd為公式系數(shù)，定義Factor_GearWidth為齒寬系數(shù)。根據(jù)此公式，計(jì)算出齒輪1的分度圓直徑，進(jìn)而通過(guò)已知條件，分別計(jì)算出齒輪的齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒輪寬度、模數(shù)等量。再而對(duì)其進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核，需要用到公式進(jìn)行驗(yàn)算。式中，為許用彎曲應(yīng)力，為載荷集中系數(shù)，為傳遞扭矩，為齒形系數(shù)，為應(yīng)力校正系數(shù)，為重

18、合度系數(shù)，為模數(shù)，為齒寬系數(shù)，為齒輪1齒數(shù)。其程序代碼中相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句：AllowableStress_bend3 = 2 * Factor_LoadConcentration2 * TorqueInput * Factor * Factor_contactRatio / Factor_GearWidth / z1 2 / m 3，其中，定義TorqueInput為傳遞扭矩，定義Factor為齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)的乘積，定義UltimateStress_bend3為校核齒輪1時(shí)的彎曲極限應(yīng)力，定義Factor_LoadConcentration2為彎曲強(qiáng)度時(shí)的載荷集中系數(shù)，定義Factor_c

19、ontactRatio為重合度系數(shù)。根據(jù)此公式，檢驗(yàn)齒輪是否符合彎曲強(qiáng)度要求。若按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算，而程序中的語(yǔ)句為m = (2 * Factor_LoadConcentration2 * TorqueInput * Factor * Factor_contactRatio / Factor_GearWidth / z1 2 / AllowableStress_bend1) (1 / 3)，對(duì)以上為出現(xiàn)的量進(jìn)行定義，定義AllowableStress_bend1為齒輪1許用彎曲應(yīng)力。則可計(jì)算出齒輪的模數(shù)，進(jìn)而可得齒輪的其他參數(shù)，如齒頂圓直徑、齒根圓直徑、分度圓直徑、齒輪寬

20、度等。待算出以上量后，需對(duì)齒輪進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核，可根據(jù)公式進(jìn)行驗(yàn)算，與之對(duì)應(yīng)的程序中的語(yǔ)句為AllowableStress_contact3 = Sqr(Kd 3 * InputTorque * 1000 * Factor_LoadConcentration1 * (PoissonRatio + 1) / Factor_GearWidth / PoissonRatio / d1 3)，對(duì)以上為出現(xiàn)的量進(jìn)行定義，定義AllowableStress_contact3為校核齒輪1時(shí)的需用接觸應(yīng)力。從而檢驗(yàn)齒輪是否滿足接觸強(qiáng)度要求。36 用戶界面中各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)由圖2可看出，用戶界面可分為“初

21、始設(shè)計(jì)條件”、“按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”、“按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”和“幾何尺寸”四大模塊。361 初始設(shè)計(jì)模塊此模塊是對(duì)程序設(shè)計(jì)初始條件的設(shè)置，故使用文本框的形式顯示，以便用戶輸入已知條件。傳遞功率、輸入轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比這3個(gè)文本框的容可由主界面獲取，實(shí)現(xiàn)代碼如下：txtInputTorque.Text = frmMain.lblTorQueInput_axis1.CaptiontxtInputRotate.Text = frmMain.lblRotate_Axis1.CaptiontxtI.Text = frmMain.lblI1.Caption在窗口被裝載時(shí)，這些文本框可直接獲取已知量，但由

22、于此程序未對(duì)主界面進(jìn)行設(shè)置，所以此3個(gè)已知量可由用戶直接輸入。輸入齒輪齒數(shù)這一文本框的容是由用戶預(yù)想輸入的，可根據(jù)以上3個(gè)已知量估算出輸入齒輪的的齒數(shù)，輸入齒輪的齒數(shù)對(duì)一下計(jì)算起著關(guān)鍵性的作用，若齒數(shù)取的不對(duì)，則對(duì)齒輪的校驗(yàn)就可能失敗。主動(dòng)齒輪軸徑、平鍵尺寸、平鍵尺寸這三個(gè)文本框的容是繪圖的必要參數(shù)，用戶可對(duì)其自行設(shè)置，一般可在計(jì)算出幾何尺寸后進(jìn)行設(shè)置，以防輸入的數(shù)據(jù)不符合計(jì)算出的參數(shù)數(shù)據(jù)。在這一模塊中，還采用了兩個(gè)組合框控件，可供用戶選擇，選擇好齒輪的材料、熱處理方式和硬度，這些資料可在窗口裝載時(shí)載入，語(yǔ)句說(shuō)明如下： cboRigidity_InputGear.AddItem "4

23、5鋼 調(diào)質(zhì) <=350HBS" cboRigidity_InputGear.AddItem "40Cr 表面淬火 4056HRC" cboRigidity_InputGear.AddItem "40Cr 調(diào)質(zhì) <=350HBS" cboRigidity_OutputGear.AddItem "45鋼 調(diào)質(zhì) <=350HBS" cboRigidity_OutputGear.AddItem "40Cr 表面淬火 4056HRC"cboRigidity_OutputGear.AddItem &

24、quot;40Cr 調(diào)質(zhì) <=350HBS"當(dāng)選擇好一種材料后，程序會(huì)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行分析，獲得其硬度，填入組合框之后的文本框中，如選擇的材料與熱處理方式是45鋼和調(diào)質(zhì)時(shí)，其硬度取為300HBS。其他選擇亦如此?？捎梢韵抡Z(yǔ)句進(jìn)行說(shuō)明：Select Case cboRigidity_InputGear.ListIndexCase 0txtRigidity_InputGear.Text = 300 & " HBS"Case 1txtRigidity_InputGear.Text = 48 & " HRC"Case 2txtRigi

25、dity_InputGear.Text = 300 & " HBS"End Select在已知量全部輸入完成以后，此模塊的任務(wù)也算是完成，然后可進(jìn)入下一模塊，繼續(xù)程序的運(yùn)行。362 齒輪計(jì)算與校驗(yàn)?zāi)K在此模塊中分為兩個(gè)具體模塊，分別為“按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”和“按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”，這兩個(gè)模塊就是用兩種方法對(duì)齒輪進(jìn)行計(jì)算和校驗(yàn)，模塊中都是以標(biāo)簽形式顯示，無(wú)需用戶輸入，在點(diǎn)擊計(jì)算和校核后，程序部自動(dòng)計(jì)算，然后把需要的數(shù)據(jù)附于對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽中。點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕時(shí)，程序會(huì)根據(jù)初始條件進(jìn)行計(jì)算；點(diǎn)擊“校核”按鈕時(shí)，程序會(huì)對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，檢驗(yàn)齒輪是否滿足強(qiáng)度要求，同時(shí)還

26、可以計(jì)算出齒輪的幾何尺寸，此容在下一小節(jié)中具體介紹；點(diǎn)擊“取消”按鈕時(shí)，清空該模塊與“幾何尺寸”模塊中的數(shù)據(jù)。363 幾何尺寸模塊在“校核”按鈕的點(diǎn)擊下，“幾何尺寸”模塊也隨之啟動(dòng)，當(dāng)齒輪滿足強(qiáng)度要求時(shí)，程序就會(huì)進(jìn)入幾何尺寸計(jì)算中。當(dāng)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，由公式可直接計(jì)算出齒輪1的分度圓直徑，由于此時(shí)計(jì)算出的分度圓直徑是個(gè)保留n位的小數(shù)，所以我們要對(duì)其進(jìn)行圓整，由語(yǔ)句d1 = Int(d1 + 1)得。然后計(jì)算出齒輪的寬度，齒輪2齒數(shù)，以與模數(shù)，但由于所得模數(shù)非標(biāo)準(zhǔn)量，所以要進(jìn)行選取，在程序中可以用數(shù)組的形式將標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)列出來(lái)，在用計(jì)算所得的模數(shù)與之比較，獲取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

27、量如表1所示1。待獲取模數(shù)后，需要給定齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。當(dāng)模數(shù)時(shí)，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)；當(dāng)模數(shù)時(shí)，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。然后可以計(jì)算出齒輪的其他參數(shù)，如齒頂圓直徑，齒根圓直徑。將所計(jì)算出的幾何參數(shù)附在相應(yīng)的標(biāo)簽中。 表1 漸開(kāi)線圓柱齒輪模數(shù)（GB1357-87） mm0.811.251.522.5345681012162025324050對(duì)于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)的齒輪，則需按公式直接計(jì)算出齒輪的模數(shù)，然后選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，根據(jù)所選取的模數(shù)來(lái)選擇齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，然后計(jì)算出齒輪的各個(gè)參數(shù)，并將這些數(shù)值附在相應(yīng)的標(biāo)簽中。在計(jì)算完

28、成后，先檢驗(yàn)主動(dòng)齒輪軸徑、平鍵尺寸、平鍵尺寸這三個(gè)文本框中是否已填入數(shù)據(jù)，并與所計(jì)算出的齒輪參數(shù)進(jìn)行對(duì)較，檢查齒輪軸徑和平鍵尺寸是否滿足要求。當(dāng)完成以上步驟后，就可以進(jìn)入下一步零件圖的繪制。37 零件圖的繪制單擊“繪圖”按鈕后，系統(tǒng)調(diào)用AutoCAD3,7,11-15：On Error Resume NextSet AcadApp = GetObject(, "AutoCAD.Application")If Err Then Err.Clear Set AcadApp = CreateObject("AutoCAD.Application") If Er

29、r Then MsgBox Err.Description Exit Sub End IfEnd If對(duì)AutoCAD進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，設(shè)置窗體在顯示器中的位置： AcadApp.WindowTop = 0AcadApp.WindowLeft = 400設(shè)置窗體的寬度與高度： AcadApp.Width = 600AcadApp.Height = 800設(shè)置窗體的初始狀態(tài)： AcadDoc.WindowState = acMax創(chuàng)建出一個(gè)新的AutoCAD文件，并將對(duì)象引用賦給對(duì)象變量。繼續(xù)編寫(xiě)代碼，完成以下功能：(1) 設(shè)置圖層與顏色、線型和線寬；圖層可以將各種線型分開(kāi)處理，使畫(huà)圖變得簡(jiǎn)單明了

30、。線條顏色可以一眼區(qū)分線條的種類，是用戶更易看圖AutoCAD生成圖。繪制AutoCAD圖形時(shí)，線型是最重要的因素，可以用來(lái)表示出圖形外部、部、截面等各個(gè)部位，是圖形不至于繁瑣。至于線寬，是對(duì)粗實(shí)線的命令，是為了區(qū)分粗實(shí)線和細(xì)實(shí)線的重要環(huán)節(jié)。下面可以舉一例子說(shuō)明在VB中如何設(shè)置者幾個(gè)參數(shù)。如將圖層一設(shè)置為粗實(shí)線層，線寬設(shè)置為0.8毫米，顏色設(shè)為白色：Dim layer1 As AcadLayerSet layer1 = AcadApp.ActiveDocument.Layers.Add("粗實(shí)線層")layer1.Lineweight = acLnWt080 '粗實(shí)

31、線的線寬layer1.Color = acWhite '粗實(shí)線的顏色(2)畫(huà)中心線； 首先加載中心線，選擇所需的線型，先判斷程序中是否已經(jīng)存在該線型，如不存在，則需在加載中查找所需的線型： On Error Resume Next Dim entry As AcadLineType Dim found As Boolean found = False For Each entry In AcadDoc.Linetypes If StrComp(, "centerx2", 1) = 0 Then found = True Exit For End

32、If Next If Not (found) Then AcadDoc.Linetypes.Load "centerx2", "acad.lin"layer2.Linetype = "centerx2"然后進(jìn)入中心線層，在其中畫(huà)中心線。首先定義原始參數(shù)，找到兩中心線的交點(diǎn)，然后輸入兩條中心線的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，最后分別連接各自的起點(diǎn)與終點(diǎn)，繪制中心線。 (3) 創(chuàng)建并編輯優(yōu)化多段線，形成齒輪剖面輪廓；創(chuàng)建多段線可用AddLightWeightPolyline方法和AddPolyline方法。其中AddPolyline方法可以創(chuàng)建二維或三

33、維多段線，其參數(shù)是一個(gè)多段線頂點(diǎn)的三維坐標(biāo)矩陣。而AddLightWeightPolyline方法能創(chuàng)建而為優(yōu)化多段線，它的參數(shù)是優(yōu)化多段線頂點(diǎn)的二維坐標(biāo)矩陣。本段程序需要?jiǎng)?chuàng)建優(yōu)化多段線，所以采用AddLightWeightPolyline方法。編輯多段線的常用方法和屬性如表2所示。表2 編輯多段線的常用方法和屬性方法和屬性描述方法AddVertex增加一個(gè)頂點(diǎn)（只適用于優(yōu)化多段線）Explode炸開(kāi)多段線GetBulge返回某給定序號(hào)段的凸度GetWidth返回某一段的線寬Offset對(duì)多段線執(zhí)行偏移操作SetWidth設(shè)置給定序號(hào)段的開(kāi)始線寬和結(jié)束線寬SetBulge設(shè)置給定序號(hào)段的凸度屬

34、性Closed封閉多段線 繪制零件圖時(shí)，對(duì)于外框和截面都可以用多段線命令來(lái)完成。 (4)創(chuàng)建圖案填充對(duì)象；圖案填充可以使用某種圖案來(lái)填充圖形中的指定區(qū)域。創(chuàng)建圖案填充區(qū)域的過(guò)程通常是先用AddHatch方法創(chuàng)建Hatch對(duì)象，然后確定該區(qū)域的邊界，最后執(zhí)行Evaluate方法，先計(jì)算后才能顯示。具體步驟如下：首先創(chuàng)建Hatch對(duì)象。依次設(shè)定圖案類型、圖案名稱、關(guān)聯(lián)性和圖案填充對(duì)象類型這4個(gè)參數(shù)。其次定義區(qū)域邊界。區(qū)域邊界可以是直線、弧、圓、二維多段線、橢圓、樣條曲線和面域，以與它們的任意組合?？梢赃\(yùn)用Hatch對(duì)象的AppendOuterLoop方法定義圖案填充的最外面的圍。最后編輯圖案填充。

35、用戶可以更改現(xiàn)有填充圖案的角度或間距，或者將其替換為實(shí)體填充或AutoCAD提供的預(yù)定義圖案。 (5)創(chuàng)建并編輯尺寸標(biāo)注。標(biāo)注可以顯示對(duì)象的形位測(cè)量值、對(duì)象之間的距離或角度，以與X坐標(biāo)或Y坐標(biāo)。AutoCAD提供3中基本的標(biāo)注類型：線性標(biāo)注、直徑（半徑）標(biāo)注和角度標(biāo)注。線型標(biāo)注分為用AddDimAligned方法的對(duì)齊式標(biāo)注、用AddDimRotated方法的旋轉(zhuǎn)式標(biāo)注和用AddDimOrdinate方法的坐標(biāo)式標(biāo)注；徑向標(biāo)注分為用AddDimDiametric方法的直徑標(biāo)注和用AddDimRadial方法的半徑標(biāo)注；以與角度標(biāo)注，使用AddDimAngular方法。38 應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

36、直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪結(jié)構(gòu)。已知傳遞功率40 kW，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速960 rmin，傳動(dòng)比3.2，對(duì)稱布置，載荷穩(wěn)定。(1) 選擇齒輪材料。選擇輸入齒輪材料為40Cr，表面淬火，硬度48HRC；輸出齒輪材料為40Cr，表面淬火，硬度48HRC。輸入主動(dòng)齒輪軸徑20mm，聯(lián)接平鍵尺寸為6mm，為3mm，主動(dòng)齒輪齒數(shù)為23，以與上述已知參數(shù)，例如按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。(2) 單擊“按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”框架中的“計(jì)算”按鈕，輸出兩齒輪的接觸應(yīng)力和許用應(yīng)力。(3) 單擊“校核”按鈕，輸出兩齒輪的幾何尺寸參數(shù)，見(jiàn)表3，然后系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)算彎曲應(yīng)力，得彎曲強(qiáng)度足夠。表3 輸出的齒輪幾何參數(shù)幾

37、何參數(shù)主動(dòng)齒輪從動(dòng)齒輪分度圓直徑66222齒根圓直徑61.5214.5齒頂圓直徑75228齒輪寬度6159模數(shù)33(4) 單擊“繪圖”按鈕，繪制出如圖3所示的主動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)。4 軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)41 系統(tǒng)用戶界面軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟基本與齒輪一樣，如圖4是軸參數(shù)化設(shè)計(jì)用戶界面。界面中有一圖像控件，在其中載入一幅軸的基本結(jié)構(gòu)圖，其中所標(biāo)的未知量分別與下面的未知參數(shù)相對(duì)應(yīng)，方便用戶理解軸的各個(gè)參數(shù)。軸的基本參數(shù)可由用戶直接輸入，軸直徑、軸直徑、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度、長(zhǎng)度、鍵槽寬、鍵槽深、鍵槽長(zhǎng)、軸上偏差、軸下偏差等，都是以文本框的形式顯示，以告知用戶這些量是軸的基本參數(shù)，需要用戶自行輸入。界面中的3個(gè)按鈕分別對(duì)

38、應(yīng)繪圖、清除和退出。單擊繪圖按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入繪圖功能。與齒輪繪圖一樣，系統(tǒng)首先調(diào)用AutoCAD，以語(yǔ)圖3 主動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)句Set AcadApp = CreateObject("AutoCAD.Application")實(shí)現(xiàn)，對(duì)AutoCAD進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)，如設(shè)置窗體的位置、長(zhǎng)度、寬度、以與初始狀態(tài)。其次系統(tǒng)設(shè)置圖層、顏色、線型和線寬，在中心線層中繪制中心線。然后利用多段線命令，完成軸的基本輪廓，在軸的截面圖中創(chuàng)建圖案填充對(duì)象。最后對(duì)其進(jìn)行尺寸標(biāo)注，完成軸的結(jié)構(gòu)繪制。42 應(yīng)用實(shí)例 (1) 輸入軸直徑為40mm，為35mm，長(zhǎng)度為80mm，為40mm，為40mm，鍵槽寬為12

39、mm，鍵槽深為5mm，鍵槽長(zhǎng)為40mm，軸上偏差為-0.03mm，軸下偏差為-0.15mm。(2) 單擊“繪圖”按鈕，繪制出如圖5所示的軸的結(jié)構(gòu)。圖4 軸參數(shù)化設(shè)計(jì)用戶界面圖5 軸的結(jié)構(gòu)結(jié) 論以Visual Basic為開(kāi)發(fā)工具，對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了齒輪零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，充分利用面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)技術(shù)和AutoCAD與Windows資源，能夠開(kāi)發(fā)出更適合本行業(yè)的應(yīng)用軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)效率。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)減速器軟件開(kāi)發(fā)、齒輪加工工藝以與VB編程對(duì)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)進(jìn)行了學(xué)習(xí)，有一定的收獲和進(jìn)步。不過(guò)，對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件離通用化還有很大的距離，將

40、在今后的工作和學(xué)習(xí)中進(jìn)一步完善和提高。致 令人難忘的畢業(yè)設(shè)計(jì)將近尾聲，在這幾個(gè)月里我學(xué)到了不少的東西，也培養(yǎng)了我許多優(yōu)良的品質(zhì)。在這里，我學(xué)到了怎樣嚴(yán)格要求自己，怎樣時(shí)刻保持著飽滿的精神迎接一天的工作。我要特別感我的導(dǎo)師肖猛老師，給我這個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我努力學(xué)習(xí)、研究與深造。同時(shí)他的學(xué)術(shù)思想、工作作風(fēng)，飽滿的熱情以與孜孜不倦的教書(shū)育人態(tài)度深深地觸動(dòng)了我，是我人生中獲得的一筆寶貴財(cái)富。它對(duì)我的耐心幫助和精心指導(dǎo)貫穿著我畢業(yè)設(shè)計(jì)全過(guò)程。他不僅讓我學(xué)到許多理論知識(shí)，也提高了我獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。最后，我再次真誠(chéng)的感所有關(guān)心和幫助我的老師和同學(xué)，感你們對(duì)我關(guān)懷和支持！參 考 文 獻(xiàn)1 王華坤,

41、元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. : 兵器工業(yè), 2001.2 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教研組. 精密機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)M. : 理工大學(xué), 2007. 3 唐嘉平. AutoCAD2006實(shí)用教程M. ：清華大學(xué), 2007. 4 涵珍, 周桂英, 楚. AutoCAD 2004交互工程繪圖與二次開(kāi)發(fā)M. : 機(jī)械工業(yè), 2004.5 王棟. Visual Basic程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程M. : 清華大學(xué), 2007.6 政, 梁海英, 昊. VBA應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例教程M. : 國(guó)防工業(yè), 2005.7 佟士懋, 刑芳芳, 夏齊霄. AutoCAD ActiveX/VBA 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)例M. : 國(guó)防

42、工業(yè), 2006.8 王若慧. 基于VBA的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例J. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用, 2007, 26(9): 30-33.9 觀明. 基于ActiveX的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用J. 泰山學(xué)院學(xué)報(bào), 2006, 28(6): 30-33.10 王建東, 國(guó)昌. 用VB對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究J. 科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 27(2): 169-172.11 曾鴻飛, 帆, 盧澤臨. AutoCAD VBA & VB.NET開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程M. : 中國(guó)電力, 2008.12 程靜. AutoCAD工程繪圖與二次開(kāi)發(fā)技術(shù)M. : 國(guó)防工業(yè), 2

43、008.13 晉西. Visual Basic與AutoCAD二次開(kāi)發(fā)M. : 清華大學(xué), 2002.14 宋延杭. ObjectARX使用指南AutoCAD二次開(kāi)發(fā)M. : 人民郵電, 1999.15 賀煒. 計(jì)算機(jī)繪圖CAXA電子圖板繪圖與AutoCAD二次開(kāi)發(fā)M. : 機(jī)械工業(yè), 2002.附錄A齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)程序Option ExplicitDim AcadApp As AcadApplicationDim AcadDoc As AcadDocumentPrivate UltimateStress_contact1 As Double '定義變量，輸入齒輪齒面接觸極限應(yīng)力Pri

44、vate UltimateStress_contact2 As Double '定義變量，輸出齒輪齒面接觸極限應(yīng)力Private UltimateStress_bend1 As Double '定義變量，輸入齒輪齒根彎曲極限應(yīng)力Private UltimateStress_bend2 As Double '定義變量，輸出齒輪齒根彎曲極限應(yīng)力Private Rigidity_Gear1 As Double '定義變量，輸入齒輪齒面硬度Private Rigidity_Gear2 As Double '定義變量，輸出齒輪齒面硬度Private Allowab

45、leStress_contact1 As Double '定義變量，齒輪1許用接觸應(yīng)力Private AllowableStress_contact2 As Double '定義變量，齒輪2許用接觸應(yīng)力Private AllowableStress_bend1 As Double '定義變量，齒輪1許用彎曲應(yīng)力Private AllowableStress_bend2 As Double '定義變量，齒輪2許用彎曲應(yīng)力Private TorqueInput As Double '定義變量，傳遞扭矩Private PoissonRatio As Doubl

46、e '定義變量，泊松比Private i1 As Double '定義變量，傳動(dòng)比Private b1 As Integer '定義變量，齒輪1寬度Private b2 As Integer '定義變量，齒輪2寬度Private TipDiameter1 As Double '定義變量，齒輪1齒頂圓直徑Private TipDiameter2 As Double '定義變量，齒輪2齒頂圓直徑Private d1 As Double '定義變量，齒輪1分度圓直徑Private d2 As Double '定義變量，齒輪2分度圓直徑P

47、rivate RootDiameter1 As Double '定義變量，齒輪1齒根圓直徑Private RootDiameter2 As Double '定義變量，齒輪2齒根圓直徑Private Factor_life1 As Double '定義變量，齒輪1壽命系數(shù)Private Factor_life2 As Double '定義變量，齒輪2壽命系數(shù)Private r1 As Double '定義變量，齒輪倒角半徑Private Sub cboRigidity_InputGear_Click() Dim j As Integer '定義變量

48、，循環(huán)變量 Dim s As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 Dim s1 As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 Dim s2 As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 '指定輸入齒輪表面硬度，帶上符號(hào)"HBS"或者"HRC" Select Case cboRigidity_InputGear.ListIndex Case 0 txtRigidity_InputGear.Text = 300 & " HBS" Case 1 txtRigidity_InputGear.T

49、ext = 48 & " HRC" Case 2 txtRigidity_InputGear.Text = 300 & " HBS" End Select '獲得焦點(diǎn)，方便戶自己輸入齒輪表面硬度 txtRigidity_InputGear.SetFocus '從上文本框中為變量txtRigidity_InputGear賦值 s = txtRigidity_InputGear.Text j = 1 Do While Mid(s, j, 1) >= "0" And Mid(s, j, 1) <=

50、 "9" s1 = Mid(s, j, 1) s2 = s2 & s1 j = j + 1 Loop Rigidity_Gear1 = Val(s2)End SubPrivate Sub cboRigidity_OutputGear_Click() Dim j As Integer '定義變量，循環(huán)變量 Dim s As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 Dim s1 As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 Dim s2 As String '定義變量，臨時(shí)字符串變量 '指定輸出齒輪表面硬度，帶上符號(hào)"

51、;HBS"或者"HRC" Select Case cboRigidity_OutputGear.ListIndex Case 0 txtRigidity_OutputGear.Text = 300 & " HBS" Case 1 txtRigidity_OutputGear.Text = 48 & " HRC" Case 2 txtRigidity_OutputGear.Text = 300 & " HBS" End Select '獲得焦點(diǎn)，方便戶自己輸入齒輪表面硬度 t

52、xtRigidity_OutputGear.SetFocus '從上文本框中為變量txtRigidity_OutputGear賦值 s = txtRigidity_OutputGear.Text j = 1 Do While Mid(s, j, 1) >= "0" And Mid(s, j, 1) <= "9" s1 = Mid(s, j, 1) s2 = s2 & s1 j = j + 1 Loop Rigidity_Gear2 = Val(s2) Debug.Print Rigidity_Gear2End SubPriva

53、te Sub cmdContact_Calculation1_Click() Dim time As Long '定義變量，齒輪工作時(shí)間 Dim RotateSpeed1 As Double '定義變量，齒輪1的轉(zhuǎn)速 Dim RotateSpeed2 As Double '定義變量，齒輪2的轉(zhuǎn)速 Dim Number_StressCycle1 As Double '定義變量，齒輪1應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Dim Number_StressCycle2 As Double '定義變量，齒輪2應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Dim BaseNumber_Cycle1 As Double '定義變量，齒輪1循環(huán)基數(shù) Dim BaseNumber_Cycle2 As Double '定義變量，齒輪2循環(huán)基數(shù) Dim Factor_safety As Double '定義變量，安全系數(shù) Factor_safety = 1 '計(jì)算輸入/出齒輪的齒面接觸極限