基于SOLIDERWORKS对机械零件结构的设计与应用.doc

基于SOLIDERWORKS对机械零件结构的设计与应用（更多精彩论文，请登录非专业电子商务博客）摘要：随着科学技术的不断发展，SolidWorks软件对机械零件的结构设计具有至关重要的作用，本文主要研究SolidWorks在机械零件结构的设计中的作用，以及通过应用Solidworks二次开发来完成自动生成机械零件，并在Solidworks环境下完成自动化得装配。关键词：SolidWorks;机械零件;零件结构;设计SolidWorks是一套桌面集成系统，它是建立在Windows CAD基础之上的，具有支持参数和特征造型的相关特性，SolidWorks的功能非常强大，作用非常明显。但是如果想要让SolidWorks对我国机械零件结构设计起作用，最主要的任务就是充分发挥其自动化的特征，要想提高SolidWorks工作效率，必然要进行专业化的开发工作。一、SolidWorks的开发（一）开发原理在机械零件结构设计过程中SolidWorks是基于组件对象模型（也就是COM，全称为Component Object Model）程序技术为基础的，不但完全支持对象的链接与嵌入对象（又称作为OLE，全称为Object Linking and Embedding）标准，而且实现了对象的链接与嵌入自动化功能。SolidWorks的应用程序接口主要分为以下两种：一是基于对象的链接与嵌入对象的IDispatch技术，是指通过IDispatch接口显示其对象的属性和方法，用来方便用户在使用这些程序，并且方便其调用所支持的方法。二是SolidWorks的开发方式是基于Windows基础的COM程序技术。SolidWorks软件的应用程序接口为用户提供了面向对象的设计体系，也是一个自上而下的、完全意义上的多层次结构的树状网型结构体系。它主要包括对象的链接与嵌入对象的类型和属性以及方法。一般的程序设计开发人员只是通过操纵对象的链接与嵌入对象的属性，并且调用对象的方法建立属于自己个性的应用程序接口。（二）开发工具随着科学技术的不断发展，只要可以支持串行通讯接口和对象连接与嵌入技术的编程语言完全可以成为SolidWorks软件的开发设计工具，例如Visual Basic、VC等。程序设计者可以根据自身的优势，以及工具的特性，可以根据实际情况选择一种最恰当的程序开发设计工具。Visual Basic简称VB，是指运行在Windows环境下的一种可视化编程语言，也是程序设计者最为常用的一种编程语言。在使用面向对象的编程方法，具有独自的特性和优势，可以使用户方便快捷的编写出适用于Windows环境下的应用程序。在SolidWorks软件操作过程中，通过对宏的记录可以清晰的查看SolidWorks软件用户的整个程序设计过程，该记录可以把用户的界面菜单操作过程中所用到的SolidWorks对象以及方法都毫不保留的记录下来，该程序设计的语法完全符合Visual Basic。可以根据宏文件中的对象和方法在其它的应用程序中合理调试和利用，整个过程通过对变量的控制，就可以实现产品的参数化设计。在程序二次开发的过程当中，宏录制的文件中有许多对象、方法可以直接在其它的应用接口程序中应用，这不仅简化了开发过程，而且大大节省了人力和物力。二、机械零件结构工艺特征机械零件的结构工艺性主要是指设计者所设计的机械零件在满足日常使用要求的前提下制造的可行性和制造的经济性。一个良好的零件结构设计工艺，可以使机械零件更加方便生产和制造，而且还有利于提高机械的零件质量，可以节省零件的生产工时和使用材料。机械零件工艺的创建在很大程度上提高了机械零件的设计效率，缩短了产品研发的周期，提高了产品的竞争力和市场影响力。1.机械零件结构工艺特征库的结构机械零件结构工艺特征库主要由6大模块组成，其中各个模块之间既相互联系有相互区别，并且模块是一个有机的完全意义上的结合体。零件结构工艺特征库主要是管理模块的主要功能是负责管理机械零件结构的工艺特征等相关信息，主要包括机械零件结构工艺所属的特征、类别、型号以及特征型号的标准等相关信息，比如机械零件国家标准、机械行业标准等。实际生活中，机械零件的结构工艺的特征设计主要是将各种特征的信息整合在一起，然后在根据具体实际情况选择自身所需要的的特征信息，并将特征的对象进行实例化，并不断的提高了软件的开发效率，而且与此同时也优化了程序结构。2.零件结构工艺的信息建模在实际应用过程中，机械零件的数据信息主要包括零件工艺特征的几何信息以及相关的非几何信息。其中几何信息主要是指工艺特征的标准性参数信息指数，几何信息又包括标准参数名称以及标准参数值等信息，对于每个工艺特征都具有相对应的个记录这准参数信息的数据库表。而实际应用中的非几何信息主要是指工艺特征的相关类别信息，其中主要含有工艺特征的类别和类型等相关参数信息。3.零件结构设计结构工艺特征的产生主要由产生类来完成。机械零件结构工艺特征库的开发完全从底层开始。具有高度的柔性和灵活性，产生的效率比较高。机械零件制造结构设计的内容主要是指：机械零件制造方法、材料和毛坯的选择、切削加工以及机械零件的装配等。其中，机械零件制造方法是指按照不同的方法制造出不同的零件结构。材料和毛坯的选择主要是指按材料的价值选择，并且需要充分利用材料的性能，并且降低制造难度，防止减少因设计结构的局限性而增加毛坯缺陷和废品等。切削加工主要是指采用减少加工费用的方法，设计出结构合理、方便使用的机械零件，并且设计结构要便于工艺基准选择等。三、机械零件参数化设计实现（一）机械零件开发的过程1.零件数据库的建立在实际生活中，数据库具有重要的实际意义，可以记录大量有价值的信息，因此建立数据库是非常必要的。对于零件数据库的建立，首先必须要简要的分析机械零件相关参考系数，然后利用Visual Basic的默认数据库程序Access为每一种型号的零件建立相关联的数据库，例如齿轮参数数据库、联轴器参数数据库等等。最后，在数据库建成完毕之后，可以在应用接口程序中通过数据控件以及和特定的数据库表连接起来。主要是通过利用用户自己输入的参数数据作为索引，然后用Findfirst的方法读出相对应的数据参数。2.零件结构特征的分析与数据模型的建立机械零件具有很多类型，不同的机械零件具有不同的个性特征。机械零件模型的建立可以极大地方便零件的二次开发与应用。对于零件结构域数据模型的建立，首先，必须要针对零件的结构和数据模型建立的实体，先分析零件的结构，用以区分不同种类的机械零件特征，然后再利用SolidWorks建立零件特征数据库，方便下次在利用，其次是建立宏文件，虽然有些操作过程宏文件是不可能也完全没有记录的可能，这就必须要程序设计人员调用相关应用程序接口绘图函数，用以实现关键数据变量化的记录工作。在实际中，这些变量的数据系数的来源主要是齿轮数据库中的某种齿轮类型数据库表中的数据。在建里数据模后，使用Add Component4的方法即可将机械零件插入到当前所装配对象中。（二）齿轮联轴器开发过程中的关键技术1.机械零件联轴器数据库技术在实际应用中，一半常见的联轴器的部分标准数据如下表1所示：最大转矩(N/m)最大转速(r/min)轴孔直径(mm)模数齿数11800150080448表1常用联轴器的主要参数建立机械零件数据库，在Visual Basic程序过程中引用机械零件数据库中的数据，这样就完全可以通过程序设计软件查询联轴器的国家相关机械标准等信息。同时也可以获取，选择联轴器所需要的参考联轴器转矩和转速等相关信息，需要在程序设计过程中将联轴器的数据信息加载到联轴器设计软件的PC界面当中，这样就可以供程序设计人员参考使用，极大方便程序的设计和操作。对于机械零件中的齿轮联轴器，不仅需要做到具有齐全的参数，而且还要做到完善方便的操作流程。其中齐全的参数主要是指模数、齿数和轴径等零件的相关参数信息。2.机械零件和装配文档的创建在SolidWorks软件中，对象是SolidWorks应用程序接口中最高级的对象，这不仅提供了 SolidWorks应用程序接口中所有对象的直接或间接的应用程序接口。而且通过该对象可以控制SolidWorks软件的执行操作或退出过程。在Visual Basic编程语言中利用Create Object（创建对象）的方法可以获得 SolidWorks软件设计的对象，利用该对象的活动文档的方法可以获得当前Solidworks文件中的对象参数。3. 零件自动建模技术的实现对于机械零件模型的创建，也可以根据Visual Basic编程语言实现其功能。在建立新的机械零件文档以后，可以通过定义对象和数据的方法来调用应用程序接口函数来进行机械零件参数化建模代码的编写。4. 自动装配技术的实现在完成以上几个文档、模型的建立之后，向装配添加组件，用以支持程序的日常运行和维护等。在Solidworks软件中，可以使用变换的方式来确定或移动其中一个部件的零件在装配体中的物理位置状态。在一个完整的机械组织内，每一个机械内部零件和装配体都有它自身的原点和位置，当零件装配体的空间位置与机械零部件的空间不一致时，必须要使用变换位置来设置装配体的距离和旋转角度等。四、小结综上所述，Solidworks软件随着科学技术的不断发展，Solidworks应用也越来越广泛，技术也日新月异，程序设计编制技术也不断成熟。在机械零件及机