蜗轮三维参数化设计系统

    3蜗轮三维参数化设计系统的关键技术
   
    3.1跨CAD平台技术
   
    宏是从软件内部编程角度操作其对象的方式，它是一段定义好的操作，它可能是一批指令的集合，也可能是一段程序代码。可以用VB的函数Createobiect创建一个三维CAD软件的程序对象，通过对程序对象及其子对象的方法、属性的调用，可操作图形数据库。宏记录是一个较为普遍的功能，几乎所有的三维机械CAD软件都有该功能，经过宏记录得到的宏文件通过编辑都可以被VB或CC++编程语言调用。
   
    3.2蜗轮实体建模
   
    蜗轮的建模难度很大，难就难在螺旋齿分布在圆弧表面上。下面是具体的建模方法:
   

    (1)首先应用Solidworks的凸台扫描操作，生成蜗轮的基体部分。
   
    (2)根据蜗轮的螺旋线与蜗杆的螺旋线是同一条线，在圆弧面上做出蜗杆的螺旋线(如图7)。
   
    (3)在中间平面上，作出渐开线齿廓曲线。由于用直角坐标系计算出的渐开线上各点坐标连线与X轴不对称，做齿廓的另一侧有困难(如图5)，故通过坐标轴的旋转将渐开线上各点坐标变换到与X轴对称的位置(如图6)。(注:图6和图7取自于作者与上海通用控制自动化有限公司联合开发的编控一体化CAD/CAM系统)然后通过VB编程用绘制样条曲线的方法，把齿廓上各个点连接起来，得到蜗轮中间平面内渐开线齿廓曲线草图(如图）。
   
    (4)用凸台扫描命令，以该草图为扫描轮廓、蜗杆的螺旋线为扫描路径进行扫描，得到蜗轮的一个齿。如图8所示。
   
    (5)用圆周阵列的命令生成所有的齿，再通过切除扫描对蜗轮进行倒角，最终得到蜗轮的实体造型(如图9)。
   
    3.3宏文件的编辑
   
    首先通过SolidWorks设计出蜗轮基体，并把蜗轮基体生成的全过程经过宏记录转变成宏文件。把宏文件和齿形生成程序结合，即把蜗轮建模的全过程记录为宏文件，找出宏文件中与模型生成有关的关健函数。确定关键函数中的关键常数，弄清楚关键常数的变化对实体模型的影响。把关键常数用变量替换，这样就完成了齿轮参数化程序的建立。由于宏文件是自动记录生成的，在宏文件中有一些语句并无实际作用，删除它并不影响程序的执行结果。
   
    将编辑好的宏文件放入"蜗轮建模"键的CLICK事件中。每次点击"蜗轮建模"键，在三维机械CAD软件Solidworks环境下，打开一张新零件图进行蜗轮三维实体建模，即可得到所需要的蜗轮实体。
   
    4结论
   
    蜗轮的造型比较复杂，是三维机械CAD设计的难点。系统完成了蜗轮实体的变量化自动生成，其思路和方法可以应用到其他复杂曲面零件的自动造型。在蜗轮蜗杆的设计过程中，始终体现了所有设计数据的全关联，使设计结果具有延续性和继承性，体现了柔性工程的设计理念，使产品的设计更具有.弹性。实践证明，蜗轮三维参数化设计系统缩短了蜗轮设计制造的时间，提高了设计精度，简化了加工过程，在蜗轮设计制造中具有重要的实用价值。