基于SolidWorks的齿轮参数化设计及实现

    利用直角坐标系下的渐开线方程生成不同角度u对应的点，由循环确定6个点:For i=1 To 6;x(i)-((r6+(i-1) * f)*Cas(u(i)); Y(i)=(rb+(i-1)*f)*Sin(u(i))，其中f=(ra-rb)/5,齿顶圆半径ra= ra=(z+2*h十2*e) * m;基圆半径rb= r*Cos(a*p i/180)，用同样方法确定同侧对称的6个控制点，然后绘制齿根点，用B样条曲线对这些点进行拟合连接，裁剪掉基圆、齿顶圆、渐开线封闭图形以外的部分，就得到了光滑的齿廓形状，如图2所示。这里得到的只是齿形的一半，可以在基圆上对称生成另一半渐开线齿廓，这样，一个完整的齿形草图就生成了;
   

    (3)形成单个轮齿:根据生成的齿廓草图，调用路径扫描函数InsertProtrusionSwepO进行扫描，可以得到完整的单个轮齿如图3，单个轮齿的设计必须精确，因为这是整个齿轮设计的基础，也是产品的关键部位;
   

    (4)阵列并生成直齿轮:对单个轮齿以齿轮基体特征的扫面轴线进行圆周阵列生成全部轮齿。最后，对齿顶圆和齿根圆进行圆角处理，并调用切除拉伸函数主要是Part.FeatureCut}来生成直齿轮孔等结构。通过以上算法的分析与设计，一个完整的直齿轮就生成了，这里最主要的是渐开线齿廓的算法设计。
   
    3.3编程实现
   
    通过以上的算法分析与设计，根据渐开线与齿根过渡曲线的设计原理，应用Visual Basic程序开发语言，并结合SolidWorks软件自身提供的API函数，设计用户交互界面并编制程序实现。
   
    SolidWorks提供了大量的OLE对象用于软件自身的二次开发，这些OLE对象涵盖了全部的SolidWorks的数据模型，通过对SolidWorks的OLE对象属性的设置和对OLE刘象方法的调用，就可以在用户自己开发的系统中实现与SolidWorks相同的功能。SolidWorks中常用的主要OLE对象有SolidWorks, Mode1Doc,PartDoc,AssemblyDoc,DrawingDoc,Sketch, Dimension等。在程序设计的过程中，充分利用这些对象的强大功能，方便了SolidWorks的二次开发。
   
    由于分度圆压力角不方便设置，为了便于选择，在下拉框中提供了常用分度圆压力角，这样用户可以根据需要自行输人或是从下拉框中选择适当的角度。齿轮的参数设定后，以VB程序设计语言为基础，调用SolidWorks的API函数，编程实现齿轮模型的参数化绘制，这样通过在用户交互界面中，输入约束参数进行齿轮造型的设计，设计方便而且所设计的齿轮模型比较精确，也更直观。
   
    4齿轮参数化设计实例
   
    根据齿廓渐开线和齿根过渡曲线部分的参数化绘制方法，本文以直齿轮的参数化设计方法为例，以VB为开发语言，设计实现了直齿轮的参数输人界面，并根据输人的齿轮参数，最终快速绘制出了精确的直齿轮模型。当然可以根据需要，构建自己的零件库，这样就可以方便的绘制各种不同类型的零件。这里以直齿轮参数化设计为例，参数设定如下:齿数为20，模数为3，分度圆压力角20度，齿顶高度为1，顶隙系数设为0.25 ,变位系数为0，拉伸厚度设为10，其它零件构建思想类似。其结果如图4和图5所示;