（机械设计及理论专业论文）行星传动设计计算和三维建模系统的研究.pdf

太原理丁大学硕士研究生学侮论文 行星传动设计计算和三维建模系统的研究 撼要 罨亍星齿轮传动是广泛应用的枫槭传动装萎，具有传动毖大、 体积小、重量轻、效率高等一系列优点，有着非常广阔的发展 前景，但其结构复杂，设计计算困难。为了满足c a d c a e c a m 集成的需要，行星传动装置二次开发的研究就具有重要的现实 意义。 本文以功麓强大戆三维造型款待s o li d w o r k s 为开发平台， 选用面向对象开发工具v i s u a lb a s i c6 。0 ，借助数据库技术， 对行星齿轮传动主要零件的设计计算、三维动态建模进行了研 究，论文主要完成了以下二l 作： 以v i s u a b a s i c6 0 为开发工具，结合a c c e s s 数据瘁建 立了行星盏轮传动设计计算系统，司以透过人枧交互信怠兹输 入，实现了彳亍星传动的传动类型选择、主要零件的参数确定以 及零件几何参数计算的自动化。 以三维特征造型软件s o l i d w o r k s 为开发平台，建立了基于 特征的行星齿轮传动主要零俘三维模型的参数纯系统，可以通 过改变零件主要参数的嚣序参数纯翻交互式参数化两种方法完 成模型尺寸的实时修改，更瓤模型尺寸，生成新的模型，快速 太原理工人学硕士研究生学位论文 完成行晕传动零件的三维模型设计。同时论文采用d l l 技术， 把生成主要零件的应用程序转化成s o l i d w o r k s 插件，实现了系 统与s o l i d w o r k s 的无缝集成。 本文建立的行星齿轮传动的设计计算系统快速准确地完成 复杂的几何尺寸设计计算，可以显著提高计算效率和设计可靠 性。基于特征的行星齿轮传动三维造型系统可以完成主要零件 的三维动态造型工作，为后续的强度分析、性能分析、制造加 工等奠定一定的基础。 系统运行结果表明：设计思想正确，用户界面友好，运行 快速可靠。 关键词：行星齿轮传动，s o l i d w o r k s ，二次开发，自动化，参 数化 太甄理工查堂堡圭篁塞生堂堡堡茎一 一一一 d e sig n & c a l c u l a t io no ft h ep l a n e t a r y t r a n s mis s io na n dr e s e a r c ho ft h r e e - d im e n sio n a l m o d e l in gs y s t e m a b s t r a c t t h ep l a n e tg e a rt r a n s m i s s i o ni sam e c h a n i c a ld r i v ed e v l c eu s e d 黜n s 至v e 觋奴堍a s e r i e so fa d v a n t a g e so fb i g d r i v er 堍。珏，鼬氇2 v o l u r e e ，l i 出w e i g h t ，h i g he f f i c i e n c ye t c s o ，t h e 。盯ew r y w l n 。 d e v e l o p m e n tp r o s p e c t s b u t i t ss t r u c t u r e i s c o m p l i c a t e d ；i t 1 8 d i f f i c u l t 韬d e s i g na n dc a l c u l a t i n g ，i n o r d e rt om e 。tt h en e e do f c a d c a e ，c a mi n t e 群a t i o n ，t h e r e a r et h er e a l i s t i 。m 。a n l n 9 8w i t h i m d o r t a i l c eo fr e s e a r c ho fp l a n e t a r yt r a n s m i s s i o n d e v i 。e8 e c o n d 郴 d e v e l o p m e n t t h i st e x tr e g a r d i n gp o w e r f u l t h r e e _ d i m e n s i o n a lm o d e l l l n g s o f t w 雒es o l i d w o r k s a st h ed e v e l o p i n gp l a t f o r m ，a n d 8 e l e 。t l n g v i s u a lb a s i c6 , 0h a v 遮gt h et a r g e t o fd e v e l o p i n gi n s t r u m e n tf o r u s e s ，a 1 1 dd r a w i n gs u p p o r t f r o mt h et e c h n o l o g yo ft h ed a t a b a 8 。， c 瞅i e s 也ed e s i g na n dc a l c u l a t i o n o fm a i nm e m b 铺i n 妇p 1 8 n 。t 猷t r a n s m i s s i o n ，a n d c o m p l e t e s t h ed y n a m i c m o d e l i n go t t h r e e ，d i m e n s i o n t h e t h e s i sh a sf i n i s h e d t h ef o l l o w m gw o r k m a i n l y ： 奎堕堡：兰丕鲎堡主堡塞兰望垡笙兰一一 t h i st e x tr e g a r d i n gt h ed e v e l o p i n gi n s t r u m e n to f v i s u a lb a s i c 6 0a n dc o m b i n i n ga c c e s s d a t a b a s eh a ss e tu pp l a n e tg e a r t r a n s h l i s s i o na n dh a sd e s i g n e dt h ec o m p u t i n gs y s t e m i t c a l lg e t a t o m i z i n gc a l c u l a t i o n i n p a r a m e t e rc o n f i r m i n g a n dc o m p o n e n t g e o m e t r yp a r a m e t 。ro fr e a l i z i n gt r a n s m i s s i o nt y p ec h o o s i n g ，m a i n m e m b e ro ft h ep l a n e t a r yt r a n s m i s s i o nb yp a s s i n gt h ei n t r o d u c t i o no f h u m a n c o m p u t e ri n t e r a e t i o ni n f o r m a t i o n r e g a r d i n gf l x r e e d i m e n s i o n a lc h a r a c t e r i s t i cm o d e l i n gs o 脚a r 。 s 0 1 i d w o r k sa s1 h ed e v e l o p i n gp l a t f o r m ，h a s s e tu pt h ep a r a m e t e r s v s t e mo fb a s e do nc h a r a c t e r i s t i co fm a i nt h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l o fp l 瓣e tg e a rt r a n s m i s s i o n ，t h r o u g ht w ok i n d so f m e t h o d s t h e d a r a m e t e ro ft 1 1 ep r o c e d u r ea n d i n t e r a c t i v ep a r a m e t e rc h a n g i n g m a 弧蛩雒鑫m e 沁i 毽c o m p o n e n ti no r d e r t of i n i s hm o d e l ”s i z ef i x i n gi n r e a lt i m ew i t hi n t e r a c t i v ep a r a m e t e r m a du p g r a d et h es i z eo fm o d e l s ， a 3t h er e s u l to ft h en e wm o d e lr a p i d l yc a r r yt h r e e l d i m e n 8 1 0 n a l m o d 。1 莲e s i g no ft h ec o m p o n e n t si nt h ep l a n e t a r yt r a n s m l 3 3 1 赚a t t h es 鼬n et i m e ，t h et h e s i sa d o p t sd l lt e c h n o l o g yt ot r a n s f o r mt h e a d p l i g a t i o np r o g r a m w h i c hp r o d u c e st h e r n a i nm e m b 豇i n t oa p l u 移淑p 躲建a 寥o fs o l i d w o r k s ，a tt h ea i mo f t h ei n t 。g r a t l o i lw i t h s o l i d w o r k s t h ed e s i g n i n ga n dc o m p u t i n gs y s t e m o ft h ep l a n e t a r yg e a r t r a n s 蕊s s i s e tu pi nt h et e x tf i n i s ht h ec o m p l i c a t e dd e s i g n 删 c a l c u l a t i o ni ng e o m e t r y a c c u r a t e l y a n df a s t i tc a l l1 m p r o v e c o m d u t a t i o n a le 臌c i e n c y a n dd e s i g nd e p e n d a b i l i t yn o t a b l y t h e 1 v 查堕堡三奎兰堕主里! 至生鲎焦堡茎 t h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n gs y s t e mo fp l a n e t a r yg e a rt r a n s m i s s i o n b a s e d0 nc h a r a c t e r i s t i cc a nf i n i s ht h ed y n a m i cm o d e l i n gw o r ko f t h r e e d i m e n s i o no ft h em a j o rp a r t f o ri n t e n s i t ya n a l y s i s ，a n a l y s i s o f p e r f o r m a n c e ，m a k i n g a n dp r o c e s s i n ge t ce s t a b l i s h c e r t a i n f o u n d a t i o no ff o l l o w u p t h es v s t e m a t i co p e r a t i o nr e s u l ts h o w s ：d e s i g np h i l o s o p h yi s c o r r e c t u s e r si n t e r f a c ei sf r i e n d l y ，a n di ti sr e l i a b l et or u n f a s t k e yw o r d s ：p l a n e tg e a rt r a n s m i s s i o n ，s o l i d w o r k s ，s e c o n d a r y d e v e l o p m e n t ，a u t o m a t i o n ，t h ep a r a m e t e r v 太源理工大学硕士研究生学位论文 符号说瞵 a 中心距，褥准齿轮中心躐 _ 氇一角度变位中心距 e 项涨 e 。预陈系数 d 齿轮分度蕊_ 豢经 d ，小齿轮分发灏直径 d 。一大齿轮分度瀚直径 文巍顼鼹壹投 d 。小齿轮分浚蕊鸯径 d 。大搬轮分痰觏直径 d 。遗耱藻蘑囊经 d n i 小齿轮鏊阉随径 d 。丈蝮轮基慰斑径 d 。齿摄凝誊经 d ，小齿轮齿根阐直径 d n 大德轮凌摄鼹直径 d2 齿轮苇爨誊弪 h 齿高 h 。蕊暖离 h 。一夺盛轮爨离 h 。一大齿轮馥商 h 0 盏顶麓系数 太原理： 大学硕士研究生学位论文 1 一传动比 i n v a 一渐开线函数 m 模数 n ，一行星轮个数 n 转速 p 一功率 x 一变位系数 y 一中心距变动系数 翻y 一齿顶离变动系数 z 一齿数 z 小齿轮齿数 z 厂大裔轮齿数 a 一压力角 a 一啮合角 岱一螺旋角，分度圆螺旋角 。重食度 n 一效率 i i 太瀛理王大学磋： 疆究生学位论文 1 1 课题背景及意义 第一章绪论 科学技术飞速发腥和市场瞬息万变的今天，随着竞争的日益加剧，当 代机械制造业已经面怕巨大的压力。产品的功能结构目趋复杂，新产品的 委毅换 弋蜀絮不叛续缀，设诗在产熬戆夔个生念瘸期中占据了越来越重要 的地位。事实上，虽然开发中设计本应所花的费用仅占产品成本的5 左 右，但新产品的开发费用中的8 0 取决于设计过程，因而产品设计阶段已 被援为撵蔫整个生产率戆蒸嫉h j ，瓣于生产系绞鹣整个生产率起着举足轻 重的作用。因此计算机辅助设计( c o m p u t e ra i d e dd e s i g n ，简称c a d ) 技 术被广泛应用，以减少在设计工作中的简单重复劳动，帮助设计者把头脑 中产生豹浚诗形象逐邃准确蠡亟在诗簿梗中反蘸密来，後英籍浚意力集中于 富有创造性的设计活动中，从而提赢设计的效率鄹质量。 c a d 技术，作为倍息技术的一个重要组成部分，倪进科研成果的开发 稳转亿，侄进嵇统产照匏更新和改遗，实现设计鑫动纯，增强企遭及其产 品在市场上的巍争能力，也是进一步向计算枧集成制邈系统( c i m s ) 发展 的藿要技术基础。例 彳亍避齿轮传动与普通齿轮传动褶比，当它们的零件材料和机械性能、 制造精度、工馋条件等均楣囝时具毒体积小、重量轻、低振裁、低嗓音、 传动比大、效率高等一系列优点，因而在矿山、冶金、石油、化工、起重 遴输、造船和航空航天等众多领域得到越来越广泛的开发和应用。3 垦秘行星泼轮传动设计系统熬开发工馋主获集中在二维水平上，对于 行星齿轮传动的三维设计研究，仅仅解决了计算、绘图等基本问题。随着 太原理工大学硕士研究生学位论文 科技的迅速发鼹，二维设计的大部份作用必将被三维设计所取代。二维 c a d 的最大不足是无法为动态模拟装配、工程分析、数控加工等后继设计 分辑和铡造过程疆侯蒺穑。凝诧瑷代设计方法强调三缀模型设计，谊设计 人员能够将主要精力放在零件结构和整机结构的设计及媚关问题的解决 上，可以根据设计需骤随时修改模型，并为后继设计分析和制造过程做好 壤备。潮既，本文针对国内矫行星齿轮传韵系统静毛拜究现状和c a d 技术 的发展，建立了萼亍星蝮轮传动的三维建模系统，以提藏行星搬轮传动设计 的水平，并为其后继的设计和制造工作奠定基础。 1 2 论文的主要研究工作 本文以三维造型软件s o l i d w o r k s 为开发平台，采用面向对象开发工具 v i s u a lb a s i c6 0 进行二次开发，选灞数据痒m i c r o s o f ta c c e s s 2 0 0 0 笨为数 据库，针对行鼷传动熬本零l 牛进行设计计算，剥翅其a p t 函数开发完成了 三维建模系统，并将其编译成插件，实现了行星齿轮传动的三维造型的快 速设计，明显掇高了设计效率和缩短了产品的设计嗣期。论文的主黉工作 鸯： 1 在对国内外先进造型软件以及开发语言工具进行比较和选择的基 确上，针对行鬓齿轮传动的特点，选择v b 和s o t i d w o k s 做为二次开发平 台，建交了行攫菠轮传动设计计算霹三终建模系统，该系统囊震户器嚣、 管理系统、零件设计模块、模型建立模块四大部分组成。 2 通过对二次开发的三种开发策略比较，确定了主要开发策潞，对 实现系统的关键技术遴牙了比较深入敦磷寇，瓣决了翊应黪技术运题。 3 行星齿轮传动设计计算和三维建模系统由两部份组成，一部分是 设计计算系统，另一部份是和三雅建模系统。设计计算系统实现了行星齿 轮传动设计诗舞的叁凌仡，透过交互式对话方式，霹以浃这窕或行星齿轮 2 太原理工大学颈：研究生学位论文 传动炎型的选择，主要参数的确定及几何尺寸计算的全过裰。三维建模系 统实繇了行星接韵主要零臀嚣动态霹穆改只寸戆模鍪。 4 根据三维建模需要，重点研究了三维魏模技术方法，以程序参数化 法建立了行星齿轮传动主要零件的三维模型；雌交互式参数化方法实现了 毫速辘、低速辜麦尺寸豹动态嫠改，可良实时掺政餐翻瑟嚣尺寸鑫冬零 孛。锻 后，采用d l l 技术，把应用程序生成插件，实现了系统和s o l i d w o r k s 无缝 集成。 3 太原莲王大学硕士壤究生学位论文 第二章二次开发技术的研究 2 1 二次开发的主要策略 l ：l 前，二次开发的策略【4o 主要有如下三种： 开发策略1 ：根据一定的开麓环境与工具对平台中c a d c a m 软件库 中的吝转e a 删c a 磁软件进行开发。开发环境与工具瓣萁工俸的支持瞧壹 缓影响c a d c a m 软件的开发效率、质量、数量、和难度等方咖。c a d 圮a m 软件的开发是c a d c a m 软件层开发人黛的工作。 玎发策旗2 ：c a d c a m 系统二次开发熬内容，一嚣分是# i 槭彳亍蹙遴 用的，如基础通用数据、常用材料数据、设计专业数掘，国标、行标及国 际标准、产品技术标准以及制图用的常用符号代号。另一部分与产品功能、 倭能、结构有关，但扶桃撼产品结构的分板中褥翔，尽管产品干差万戥， 其组成的零件、部件是相同或相似的，产品相似则零酆件相似性更高。通 用丈量的调查统计可得出结论，零件的结构要素9 0 是通用和标准的，只 有1 0 左石有特豫要衷：零件有7 0 - - 8 0 燕辐骰的，只有2 0 3 0 因产赫f i 】不同。为此，其开发镱略是： 通用、标准的二次丌发内容，应该由圈家行业统一组织开发，或 南有能力嚣大企韭集强、软件公司作为羯品开发，将求可醴上市场，便于 企业选用，防止重复开发。 过去已开发的成粜要推广。有问题的螫组织解决，防止重复开发。 运过开发逐渐完善吾秘标准。 舞笈簧略3 ：基于一定的c a d c a m 系统支持环境及所提供的殍发环 境与。l ：具对平台c a d c a m 软件库中要求的某些类零件进行开发。而部分 4 太原理一c 大学硕士醑究生学位论文 功隧零件直接或问接利用平台中提供的功能。利用这种策略开发人员无需 一切从头开始，综合成用软件重用技术与思想和方法进行开发。对于高级 c a 掰c a m 零户，当据袁该c a o 怒a 醒系统支静环壤及掰撵镁豹开茨环境 与工具的使用权后，采用该策略是较好的策略。 本次研究开发所采用的是第三种开发策略。 2 2 二次开发工_ 具软件的选择 2 2 1 设计计算系统j c f 发工舆的选择 v i s u a l b a s i c ”3 是m i c r o s o f t 公司于1 9 9 1 年推出的w i n d o w s 应用程序开 发王其，短短见年靖闯，藏缓为w i n d o w s 流行鹣编程语言，飘禳本上改变 了传统的程序设计模式，大大简化了应用程序设计。v i s u a lb a s i c 使用露向 攀件和面向对象的程序设计机制，是一种进化了的程序设计系统。它改变 了戳往鹃程穿设计臻鞴，搜程序员只需娶花很少的时润来编鬻程_ 孛界面， 丽把更多的时阕集中在要解决鲍问题上。 基于v i s u a lb a s i c 所开发的模块属于外挂式模块。v b 开发可以充分 剽用宏记录功能。并殷使用v b 刨建窗体方便，很容荔编制嬲直观、友好 的程廖爨露。褥且，月v b 进行二次开发调试比较容易、牙发周款撩对于 v c 开发短。 比较而言，用v i s u a lc + + 开发的缺点是模块调试困难，并且又由于 冀语言本赛弱特点，使缮开发周期趋对较长。与v i s u a le + + 毙较藤言， v i s u a lb a s i c 的计算效率低一些，而且由于是外挂式模块，与s o l i d w o r k s 结合不如v i s u a lc + + 开发的模块结合紧密，所以最终程序运行速度较馒。 论文瘊述嚣星凌轮转动系统秀发黪特点楚任务篓大，开发震勰要求较短； 而且设计中要用到大照的参数计算，使用数据靡读取参数，和v i s u a lc + + 比较，用v b 编写数据瘁程序曼容易，编程简单，开发的界面直观；同 5 太原理工大学硕：t 研究生学位论文 时v b 掇供了大量的a c t i v e x 控件支持，减轻了程序员的开发负担7 1 。 所以，综合考虑以上因素，论文采用v b 进行= 次开发。 2 2 2 兰维建横系统并发工翼的选择 藏毯前国内状况蕊言，太多数c a d 二次开发都跫以a u t o c a d 基础 进行开发，但a u t o c a d 有诲多不足地方，如它蛉三维逮摸手段弱。u g 、 p r o e 、c a t i a 大型软件尽管提供提供了v c + 卜的开发方法和接口，但开发 越来跷较豳难嘲雕嘲【l l j 。 s o l i d w o r k s 是当今世爨鏊于w i m o w s n t 平台三缝枧械设计软馋主渡 产晶，建模核心是基于w i n d o w s 的c a d c a m c a e p d m 桌面集成系统， 它是在总结和继承了大型机械c a d 软件的基础上，在w i n d o w s 环境下实 现皎第一个机城c a d 软l 牛。该软传是匿涵产燕缀鳇极棱设计王具它全瑟 采用非约束的特征建模技术，它的全相关技术使得零部件之间和零部件与 淘纸之间的更新完全阊步；能自动进行动态约束检查，具有强劲复杂曲面 造型能力，裁设计表豢形状爱杂蛉麴覆零传；氍可数先设诗立髂的钣金零 件也可以按零件的平黼展开阁进行设计。由于以上特点，s o l i d w o r k s 成为 目前微机平台上的主流三维设计软件”2 1 。 嗣辩，遂避对象链接与跤入( o b j e c tl i n k i n g a n de m b e d d i n g ，羁o l e ) 技术为用户提供了强大的二次开发接阴s o l l i d w o r k sa p i ( a p p l i c a t i o n p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) ，凡支持o l e 编程的开发工具，如v i s u a lc + + 、 v i s u a lb a s i c 、d e p h i 等均可髑于二次开发，创建遣孀户定铡黪专霭静功能 模块。它还可以与c o s m o s x p r e s s 等有限元分析软件无缝连接，实现仿真运 动分析。旧 逶道对众多的三维遥型辕彳孛静特点泷较，本系统采瘸s o l i d w o r k s2 0 0 5 作为开发平台。 6 太藩瑗工大学鞭：疆究生学彼浚文 2 2 3 数据库的选择 经霪应爱程垮镪震要处瑾大爨赘鼗鬟，鼗攥疼兹佟麓藏跫对这些数攒 进行管理、存储和使用i “】。行星齿轮传动设计是一项复杂的任务，有大量 的数据需要处理，其中一些数据，是设计过程中动态产生的，这些数据殿 映当 ；誊瓣没诗捩态，怒到连接蚤模块豹馋爱，它爨夔产品戆交位窝设计方 式的不同而变化，满于动态数掂。所以，为解决行星齿轮传动三维造型设 计系统中大量数据的存储和管理问题，需要采用数据库技术。 a c c e s s 是m i c r o s o f t 公司鲶予1 9 9 4 年发表戆袋疆数据痒警瑾系绞， 是当前最流行的关系数据库管理系统之一，罄本的核心是m i c r o s o f tj e t 数 据库引擎，其数据库对象的层次结构和编程方法及访问与在v b 中访问数 据鬻一挥。它鞋攥臻方寝、簧单翁攀隧及穗m i c r o s o f to f f i c e 豹完美缝台藩 称于啵j = 。同时，a c c e s s 又能满足小型企业客户n 务器解决方案的要求来缀 建客户朋务器的数据库应用系统，是一种功能较完备的系统，几乎包含了 数搭澎菠术镶域豹壤有技术秘肉褰邺1 。歪因为这些特点，在经囊v b 开发 数据库应用程序时，采用a c c e s s 作为后台数攒库访问处理系统是比较适合 的。a c c e s s 也是一种桌面关系型数据库管理系统，但它与传统的桌面数据 瘴管理系统竞全不群。a c c e s sx p 是v i s u a lb a s i c 弱悫部数据疼【3 2 】，繇 缺省数据库类型。这里的“内部”有两方面的含义：一是用a c c e s s 建立 的数据库( m d b ) 。可以在v i s u a l b a s i c 中使用；二是用v i s u a l b a s i c 可以囊 接建立a c c e s sx p 数据库。蠢魏，在v i s u a lb a s i c 中，a c c e s s 鼗舞痒帮v i s u a l b a s i c 数据库含义相同【l “。 a c c e s s 数据库文件的结构文件的结构是以m i c r o s o f ts q ls e r v e r 数据 瘁文件结梅为基礤，特强是它与v i s u a lb a s i c 融合毪穰好，所以，奉系统 选用a c c e s s2 0 0 0 作为二次开发数据库。 7 太擐理工大学硬士硬变生学位论文 2 ，3 二次开发酶关键按泰 2 。3 1o l ea u t o m a t i o n 技术 o l e ( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g ) 楚对象键接与嵌入技术蛇篾舔， 利用o l e 技术，用户可以通过使用来自两个或多个w i n d o w s 应用程序的 资源解决复杂韵应用问题。o l e 提供了方便的技术用来将文档和来自不同 程序熬各葶申类型数据结合起来。叁动拢技术( a u t o m a t i o n ) 为软传之润瓣交 互创造了条件。它允许多个应用程序或组件之间进行通讯和交互，而与它 们的语言、分布和原始平台无关。 s o l i d w o r k s 支持o l e 撂准，完全实现了o l e 萎动化。馋为个o l e 服务器，提供了大量的o l e 对象，以及这些对象所拥有的方法和属性， 用户通过在客户应用程序中对这些o l e 对象及熊方法并仃属性的操作，可 良在自己开发懿应用软 孛中实现诸如龟建豢线、掇遣实髂、捡褒麴瑟裹瑶 参数等几乎所肖的软件的功能。在开发标准件库时，运用o l e ( o b j e c t l i n k i n ga n de m b e d d i n g ) a u t o m a t i o n 技术，无疑会减小开发的难度，使系统 委蕊稳定露囊。系统鬟供数掇操缀羧曰函数a p i ，专门读写三维零件数据， 并提供了一系列的a u t o m a t i o n 接口( 包括对象、属性和方法) ，使用户进行 二次开发更加容易n 帮8 1 。 2 3 2a c t i v e x 部件技术 季亍鬃齿轮传动缝转复杂雾变，疆零箨释类稻数量较多，敷疆行鼙齿轮 传动三维造型设计系统设计工作量很大，需要将程序分为多个小模块，为 解决多个模块之间通讯及部分代码簸用，采用v i s u a lb a s i c 的a c t i v e x 部 孛技术# 甥。 a c t i v e x 部件是个包含可执行代码的文件$ e x e 、* d l l 或$ 。o c x 文件， 它们在提供对象时遵守a c t i v e x 规范。a c t i v e x 部件提供的对象可被其它 8 太原理工入学硕十研究生学位论文 应用程序和部件使用。客户端( 使用a c t i v e x 部件提供的对象的应用程序 或部擎# 称荛客户螺) 通过剖建一个a c t i v e x 都侮提供静类戆实镄，荠谲臻 其属性和方法来获得该部件的服务。 对于所有可以选择的不同焱型的a c t i v e x 部件，般从下面功能角度 考虑： 1 如果需要提供服务的部件是不可视的，就要建立个代码部件或 者是a x t i v ee x e ，或者是a c t i v ed l l 。如祭所需要建立的部件能够与客 户潦森霜程_ 亭运抒在丽一个遗疆中，弼应该建立一令a c t i v e x d l l 。鑫j 予 其共摩地址空间，所以客户端程序对a c t i v e xd l l 部件的属性和方法调度 不必跨越进程，所阱程序运行效率高。缺点是它必须使用客户端程序的执 霉亍线疆。 如果所需要建立的部件能够服务于多个成用程序，并且能够在远程计 算机上运葺亍，则_ 陂该建立一个a c t i v e xe x e 。该部件在葵自己的进稳中 运行，盈篌霜鸯己豹飘幸亍线翟。函藏客户端与进程薨部件的通痞为遗纛阙 或进程外通信，相对于访问a c t i v e xd l l 部件对象效率较低。 2 ，如果所需燮建立的是一个可视化部件，劳且在设计时能够被拖放副 一个疲雳程序中，刘应该建立a c t i v e x 控 孛。 3 如果所需凝建立的是一个可视部件，并且在运行过程中能够接管应 用程序的窗口，那么应该选择a c t i v e x 文档。 出于行星落轮传动三缝造整设计系统中各个模块之润都有着复杂图 形计算，各模块与主程序的通讯比较多，所以通过上述对四种a c t i v e x 控 件的比较，程序簸终结果选用遴程内部逯讯靛a c t i v e x d l l 部件，来掇离 整个程序的运行散率。 2 3 3 参数化设计技术 参数化设诗怒暹过改动辫澎鲍菜一懿分残某凡都分的尺寸，或修敬已 9 太原理j f 大学碾士研究爱攀健论文 定义好的零件参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从僦实现对圈彤 的驱动。参数驱渤的方式便于用户修改和设计。用户在设计轮廓时无需准 确魏定燕秘定形，只灞勾画滋大致轮廓，然磊遴过修改拣注豹尺寸傻来达 到最终的形状，或者只需将零件的关键部分定义为某个参数，通过对参数 的修改实现对产品的设计和优化。 参数纯瑷计技术戳约束逡黧为核心，殴尺寸驱动为特鬣，允许设计髫 首先进行草图设计，画出设计轮廓，然后输入精确尺寸德来究成最终的设 计。与秃约束造烈系统相诧，参数他设计鼹符合实际工程设计习惯，闲为 在实际设计豹翻期阶段，设计人掇关心的往往蓬零部件的大致形袄和稳 能，对精确的尺寸并不十分关心，特别是在反复设计过程中，参数化造型 技术的傀点就更加突出。 2 0 1 2 1 ) 实现三维禳型参数纯浚计的般设计愆憋是根据同系绷韵稆戳零僻 进行编摆，因螗程序设计量大，邋用面窄。针对这个问题，摄出一静耘蛉 设计思想，即参数化程序设计，它著不依赖于特定零件的三维模型，谈参 数化程序程序本身与利用参数亿设计程序所生成的三维模型无关，执丽实 现其通用性。矧【2 3 1 实现过程可由阁3 7 所示： 从制定三维横 型中读入设计 通糟参数 熙耨的变量值 行星齿轮 变鲞 仡设计疆 颦瓤横缴生成新豹 传动三维模 序 行壁传动 窭l 三维搂壅 鹭2 一t 参数 艺设诗宴瑰过程 f i 9 2 1d e s i g nt h ec o u r s eo f r e a l i z i n gi np a r a m e t e r 1 0 太原理上人学硕e 研究生学位论文 2 3 4 _ 嗣户界谳技术 在产品设计过程中，追求用户界面的荧观是每一个设计人员在软件开 笈对都努须考虑酌霞紊。爱户赛萄( u s ei n t e r f a c e ) 又称久辛凡棼蘧( m a n c o m p u t e ri n t e r f a c e ) 它是用户与计箨机之间进行信息交换的中间媒介。如 果用户界面不友好，用户易产生厌倦的情绪，降低工作的效率，系统软件 静功能褥不到充分静稍菊，这样藏直接对整个系统造成了不应该有静影 口彝。用户界恧是否友好、美戏，决定了蹋户对该产品的评徐，同时也诀定 了该产品在同类产品市场中的竞争能力2 4 1 。 用户界面疑有功能： 1 + 爨露的会落功链 包括输入，输出和窗体管理。输入方式有命令方式、菜单方式、功能 键方式、鼠标方式、程序方式和填表方式等。输出方式有屏藜阅读方式、 打印等。 2 提供反馈功能 当程序输入和遴行发生错误时，程净能及时返回锚误的信息，并且指 窭错误瓣菠因及改正豹方法。 3 提供在线帮助 在帮助菜单项摅供了h t m l 格式的帮助。可为阁户提供输入格式的 提示，可随时了鼹软 孛豹凌秘搽作方法 总之，在对用户界面进行设计时，骚做到使其具有可靠性、简洁性、 易学性、易使用性和即时反馈性。并使用户在操作时感到方便和舒适，输 入揉俸簿潜，疲尽豢靛篱擎，易记。对不重要戴耄嗣参数设器为竣省篷。 在对话框中随时给出运行状态的提示，防止错误的积累，允许用户进行改 正，可以进行黧复性的使用等。在本系统中作者大量地使用了对话糕界面。 太原理工大学硕士磺究生学位沧文 2 3 5 二次开发的原则 二次努发要遴矮工程纯、摸浚纯、拣准讫粒继零性等一系列戆纛剩| 2 s l ， 依据工程化的思想对二次开发进行统筹规划，艇体实现应坚持模块化、标 准化和继承性原则。 1 工程化豢爨 二次开发应按照软件工程学的方法和步骤进行，突出工程化的思想。 首先对所要解决的问题进行详细怒义分析( 由软件开发人员与用户讨论决 定) ，莠趣| 美确韬迭罐速，确定软箨技术鏊栋秘功麓鏊拣，缡霉较孛需袋 说明书、确认测试计划和数据要求说明书等。然后根据需求说明书的要求， 建立相应软件系统的体系结构，编写软件概要设计和详细设计说明书，数 据痒或数据结构设诗谖秘书，鬟装 羹| | 试诗翅，扶两绦 垂簌黪熬可靠洼、窍 效性和可维护性。按照工程化原则，二次开发的一般过程如图3 2 所示： f i 簖一2 g e n e r a lc o u r s eo f s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t 1 2 太原瑾工大学硕士硬究生学经论文 2 模块化原则 模块化的原则鞭贯穿于二次开发的全过獠。首先，在软馋的结构设计 中应邀缓模块纯的鞭刘，将整个系统分簿箴若干个子系统凌模块，定义予 系统溅模块间的接口关系，使各模块功能单一以保持模块之间的相对独 立，以保证软件的并行开发，修菠邸扩展方蠖。模块化可以傻开发人员同 时进行不丽模块开发设计，缩斑软件开发周期；在软件需赘维护和修改时， 也仪对相关模块进行修改即可，避免了对整个程序进行修改工作：在扩展 时，只要把独立的功髓模块集成即可运行。墩后透过菜单调用把它们集成 起来写琢系统组成一个有机的熬体。 3 继承性原则 二次开发不闻予一般从底艨傲起的软件设计，是在己鸯软l 牛基础上摄 据实鼯需要而进行褥次开发，对支撑软件有很强的依赖性帮继承性。继承 性既烧二次开发的最大特点，也是二次开发所应遵循的原则，使开发后的 系统在赛嚣风格秘概念上与原软 拳保持一致，裁热入斡部分褒功能、搽终 等方丽与原系统实现无缝集成，从而保持系统的一致性。 4 标准化原则 标准伲是开发c a d 软l 孛鲍饕醚。曹先，在开发过程袋遵缓c a d 技 术的熬础标准，c a d 技术的发耀之路同对也鼹一条标准化之路，面向霹j 户 的图形标准g k s 和p h i g s 、面向不同c a d 系统的数据交换标准i g e s 积s t e p 鞋及塞躁爨准等都楚遴行二次开发骺毖须蔹攥的标准。其次， c a d 系统的二次开发不同于一般软件的设计开发，它的运行过程是对疑体 机械设计过程的模拟，必须符合机械工程设计的特点，机械设计过程也有 羞严擦夔国家掠壤绶定。 1 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 纂三章行星齿轮传动设计计算系统的綦嚣变 3 行星齿轮传动的概述 眭l 一系列齿轮组成传动装置称为齿轮机构或轮系，是应用最广泛的机 械绩魂形式之一。攫擐轮系运转瓣各齿轮躲足霹辜垂线穗对佼爨是否变动， 可将轮系分为两种蘩本类型【2 5 ： ( 1 ) 定轴轮系当轮系运转时，若组成该轮系的所有齿轮的几何轴线俄 菱是潮定不变黪，拣巍定毒虫耱系或普通轮系 ( 2 ) 周转轮系当轮系运转时，若组成轮系的齿轮中至少有一个齿轮的 几何轴线不固定，而绕着另一齿轮的几何轴线回转着，称为周转轮系。 0 霉3 1 周转轮系机构简霉“ f f 9 3 。1o r g a n i z a t i o n ss k e t c ho f d e p a r t m e n to f t u r n o v e r 泌1 如上图3 - 1 怒一种最常用周转轮系的机构筒图。图中只绕自身轴线回 转的齿轮a 、b 称为中心轮( 又称齿轮a 为太阳轮，齿轮b 为内齿轮) 。姆 孛心羚辘线重含纛只绕耋隽辘线溪转豹零 拳薹差豫为系抒( 或行星絮) ，这 1 4 太原理王大学硪骚突生学位论文 一蓬合辘线称必轮系蔓辘线。安装在行星絮上懿遴轮g 除绕蠡赛毒圭线强转 ( 自转) 外，同时还绕主轴线回转( 公转) ，这种既有自转又有公转的 齿轮称为行星输。在阀转轮系中，凡是轴线与主轴线重合且宜接承受外力 矩豹零臀，豫失基本零待。困3 一l 中懿齿轮a 、b 积露蓬檠 是三个蓥本 零件。按自由度数为2 还是为1 ，周转轮系机构又分为燕动轮系和行星轮 系，工程界习惯上常将行星轮系和簸动轮系的齿轮传动机构称为行星齿轮 传动，本论文中芎亍星巍轮转动主要针对雩亍藿轮系褥究熬，以下获提劐行星 齿轮传动即是搬自由度为w = 1 的行星齿轮传动。 行甓齿轮传动的类型很多，分类方法也不少。我圜和国外等许多国家 主要校攥蘩苏鼗库德臻夫暴夫提密熬按行星遴轮传动辊椽酌基本零 串不 同来进行分类。这是因为库氏的分类法较好地体现行星迭轮传动机构的特 点，在此分类法中，旗本零件代号为：k 一中心轮、h 一行星架、v 一输出 辜鑫。棂爨基本零辞代号来命名，芎亍鬟齿轮传动可分为2 k h 、3 k 窝k 一v 三种基本类型。此处，裁苏联的特卡钦科撼嫩按传动枧构中盏轮啮合 方式，将行星齿轮传动分为三种基本型式，即a a 、i i 和a i 三种，a 表示 辨啮合，l 表示内啮合。按传动梳构中齿轮啮合方式，可耨上述三大基本 类型秀缨分为许多传动型式，如n g w 、n w 、n n 、n g w n 和z u w g w 型等，麓中按酋字汉语拼音n 一内啮合，w 一外啮合，g 一内外啮合公用 行星齿轮，z u 一锥齿轮。我国机械行业标准“n g w 型行爨齿轮减速器 橡准( j b t6 5 0 2 1 9 9 3 ) ”就是参照这嚣秘分类棚缝合的方法。下耍绘出表 3 1 常用行星齿轮传动机构的类型、机构简图、主要技术参数及应用特点。 合理选择渐开线齿轮行星齿轮传韵的类穗是适应工作要求和提高承载能 力翦提。在选溅时，瘫攫撰对行璧泼轮传豌的娶求，考虑传动毖、效率、 结构尺寸、材质以及制造和装配工艺等选取一种或多种方案，然后进行初 步设计，再分析对比，最后优选。 1 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 表3 1 常用行星齿轮传动机构”“ t a b l e 4 1d a i l yp l a n e tg e a rt r a n s m i s s i o no r g a n i z a t i o n 2 6 传动类羹 传动 类 传动简图 传动比传动 组件范围效率 功率特点及应用 囊范藏 镯n 亲 适用于任健 镦肾 i 。0 2 8 1 3 工况下任何 2 k h n g w 刘 推荐3 9 0 ，9 7 “ 不限 功率的减速 负号0 。9 9 税构 或璞速装鬟 2 k h器 武一l 。5 0 n “e l l 2 用途同上，但 推荐8 1 5 0 。9 7 鬲辍 径肉尺寸较 负号 n w b t j 0 9 9 紧凑，而制造 安装较复杂 辘掏 很少 当传动毙缀 用予 大而传递功 2 k h 峨 l i | = l 。2 “ n “矿 动力 率很小时采 正号 几千 0 9 7 传动， 用，当h 觚动， 0 9 9 短时 1 i 1 小于菜一 机搀 w w 工作 馕嚣幸枫捣自 裁 锁 2 0 是予短融工 阎 传递小功 当i “庐作制中小功 蛊 1 0 1 0 0 率传动。巍h 2 嚣一珏辨 i ：# = 1 7 0 0 n o4 0 k w 献动， i i 小 _ l _ e 号 n n b d 推荐3 0 0