圆柱蜗杆传动参数化虚拟造型系统开发

    2 圆柱蜗杆传动的参数化造型系统开发
   
    现代设计系统的一个主要要求在于辅助设计变量和已有设计的可再使用性，为此在许多设计任务中要有目的地采用参数化建模，以使设计适应新的要求，面向工程应用。参数化三维实体造型设计是以变量几何和生成历程树为基础，以尺寸驱动为特征的一种三维造型方法。其基本过程可描述为：首先利用草图功能勾画零件基本形状，然后根据设计要求标注必要的尺寸，最后修改尺寸值以驱动模型变化，动态地修改产品几何模型，快速生成新的三维实体模型。
   
    2.1 SolidWorks的二次开发的方法简介
   
    SolidWorks是基于Windows平台的三维设计软件，由于其具有一些独特的优点而成为当前微机平台上的主流三维设计软件。SolidWorks通过OLE技术为用户提供了强大的二次开发接口，凡支持OLE编程的开发工具，如Visual C++、Visual Basic、Delphi等均可用于SolidWorks的二次开发。用户通过在客户应用程序中对SolidWorks提供的OLE对象及其方法和属性的操作，就可在自己开发的应用软件中实现诸如创建直线、构造实体、检查曲面表面参数等所有的SolidWorks软件的功能。
   
    宏记录是所有三维CAD软件普遍具有的功能。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，或是一批指令的集合，或是一段程序代码。经过宏记录得到的宏文件通过编译可被其他语言如Visual C++、Visual Basic调用。目前常采用通过修改CAD软件宏记录生成的宏文件来加速CAD软件的二次开发，即所谓的逆向虚拟造型设计。逆向虚拟造型设计是指设计者运用CAD软件设计出零件三维初始实体，标注必要的关键常数，用宏记录自动把生成零件三维实体的全过程记录到宏文件中，再通过编译、修改和简化宏文件得到生成零件三维实体的应用程序，通过运行此应用程序便可生成零件三维实体。最后，把零件三维实体的关键常数用变量来代替，即得到零件三维实体参数化虚拟造型设计的应用程序，由此可对三维实体进行参数化虚拟造型设计。
   
    2．2系统框架设计
   
    圆柱蜗杆传动的参数化造型系统框架结构如图3所示。本系统根据不同用户需要以三种方式进入SolidWorks软件，实现圆柱蜗杆传动的自动造型设计。
   
    结构计算模块主要功能在于通过接收用户输入的圆柱蜗杆传动的基本参数或设计计算，优化设计所得到的圆柱蜗杆传动的基本参数，计算圆柱蜗杆传动的基本几何尺寸。齿形计算模块主要完成圆柱蜗杆传动的蜗轮、蜗杆的齿形，通过计算得到中间平面上的齿廓参数，为实体造型准备所需的数据。
   
    实体造型模块主要完成与SolidWorks的通讯和蜗轮、蜗杆的三维实体造型。该模块利用宏记录命令，将蜗轮三维实体造型的全过程记录到宏文件中，通过编译、修改和简化宏文件，并用变量来代替关键常数，得到零件三维实体参数化虚拟造型设计的应用程序。将该应用程序放到"实体造型"按钮下，程序运行时，点击该按钮，即可根据蜗杆传动的基本参数生成蜗轮的三维实体模型。
   

    3 系统运行结果
   
    应用前述原理和方法，在SolidWorks软件环境下，应用Visual Basic6.0开发出蜗杆传动三维实体参数化虚拟造型设计系统。这里以用户直接输入的圆柱蜗杆传动的基本参数方式进行蜗轮三维参数化实体造型。参数输入对话框及生成的蜗轮三维实体模型如图4所示。
   
    4 结论
   
    本文在分析圆柱蜗杆传动中蜗轮主剖面齿廓曲线形状的基础上，讨论了在SolidWorks软件中蜗轮三维实体造型的主要步骤，并根据SolidWorks软件的常用二次开发方法，用Visual Basic6.0开发出圆柱蜗杆传动三维实体参数化虚拟造型设计系统。该系统的开发具有操作方便、使用简单、生成模型快和准确的特点，为圆柱蜗杆传动的CAE／CAM系统计算机辅助工艺、加工仿真、运动分析和动态特性分析、有限元分析等提供精确的三维实体模型。