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湘潭大学兴湘学院 毕业设计任务书 论文（设计）题目： 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台 的设计 3D 建模与装配 学号： 2006183925 姓名： 杨俊 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 胡自化 教授 系主任： 一、主要内容及基本要 求 1. 熟悉和掌握平面二次包络环面蜗杆传动的工作原理 。 2. 熟悉和理解平面二次包络环面蜗杆传动的结构参数 。 3. 利用 立 实体模型、 虚拟样机 。 4. 利用 出蜗轮 蜗杆的 参数化设计 5. 总结和撰写毕业设计说明书一份 。 6. 翻译相关外文资料不少于 3000 字。 二、重点研究的问题 1. 熟悉 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台 相关性能方面的知识 。 2. 学习和使用 维建图软件和 件 。 3. 熟悉和理解 平面二次包络环面蜗杆传动机构的结构参数 。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 查阅资料、调研 第 1 2 进行总体方案设计 第 3 周 3 学习和使用 件 第 4 4 熟悉结构尺寸和数据 第 6 5 使用 件制作实体图 第 11 周 6 撰写毕业设计计算说明书 第 12 7 答辩 第 13 周 四、应收集的资料及主要参考文献 1濮良贵，纪名刚 . 机械设计 M. 北京 :高等教育出版社， 2002. 2胡宗武 M. 北京 :机械工业出版社， 2005. 3方建军，刘仕良 . 机械动态仿真与工程分析 M. 北京 :化学工业出版社，2004. 4王建江，胡仁喜 . 构与热力学有限元分析 M. 北京 :机械工业出版社， 2008. 5 朱孝录 ,齿轮设计手册 M化学工业出版社 ,2004. 6叶国林 维造型实例图解 M2009. 7 唐增宝 ,常建娥 ,机械设计课程设计 M,武汉 :华中科技大学出版社 ,2006. 8 吴宗泽 ,罗圣国 ,机械设计课程设计手册 M,北京 :高等教育出版社 ,2006. 9 程乃士 ,减速器和变速器设计与选用手册 M,北京 :机械工业出版社 ,2006. 10刘一扬，杨现卿 ,平面二次包络环面蜗杆传动的研究现 状与发展趋势 J. 机械工程师 , 2007:, 11秦福建 ,平面二次包络环面蜗杆减速器的传动原理及发展趋势 J 2004:12 郭燕利 ,张仲甫 ,吴立意 ,胡建军 ,平面二次包络环面蜗轮副研究综述与展望 J,机械 ,2000:27 卷 , 附录二：外文翻译 的环面蜗杆齿轮组的 数学模型与 蜗轮 齿工作面 陈冠宇 a, 国立交通大学 ,新竹 30010，台湾，中华民国 明新科技大学，信欣路 1 号，新竹 30401，台湾，中华民国 文章信息： 文章历史： 2008 年 9 月 18 日收到 2009 年 1 月 13 日收到 订正形式 2009 年 2 月 10 日接受 2009 年 3 月 21 日提交网上 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题目： 平面二次包络环面蜗杆 传动 数控转台的设计 3D 建模与装配 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2006183925 姓 名： 杨 俊 指导教师： 胡自化 教授 完成日期： 湘 潭 大 学 兴湘学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 平面二次包络环面蜗杆数控转台的设计 3D 建模与装配 姓 名 杨俊 学号 2006183925 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 机械二班 指导教师 胡自化 职称 教授 填写时间 2010 年 4 月 21 日 2010 年 6 月 说 明 1根据 湘潭大学 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见， 系主任批准后实施 。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计 (论文 )开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 6. 填写说明： (1) 课题性质 ：可填写 A工程设计； B 论文； C. 工程技术研究； (2) 课题来源： 可填写 A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题； C 校 级基金课题； D自拟课题。 (3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。 (4) 参考文献不能少于 10 篇。 (5) 填写内容的字体大小为小四 ，表格所留空不够可增页 。 本科毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 杨俊 学 号 2006183925 专 业 机械设计制造及其自 动化 指导教师 胡自化 职 称 教授 所在系 机械设计 课题来源 科研项目 课题性质 工程技术研究 课题名称 平面二次包络环面蜗杆数控转台的设计 3D 建模与装配 一、选题的依据 、 课题的意义 及国内外基本研究情况 本设计以 平面二次包络环面蜗杆数控抓太的设计 为研究平台，针对 涡轮蜗杆 的设计仿真分析是 数控转台设计 中的一个子项。 二次包络环面蜗杆传动 (简称平面二包 )是我国 70 年代首创的一种新型的机械 传动形式。由于具有啮合过程形成动压油膜的独特性能使其具有寿命长、效率高、承载能力强等优点 ,特别适合于现代机械重载、高速的需要 ,深受用户欢迎。但由于其成形过 程为二次包络 ,使其啮合性能分析困难 ,加工工艺复杂 ,成本高 ,从而阻碍了大面积推广应用。为了改进这种蜗轮副的设计、制造方法 ,以便生产出高性能、高精度的平面二次包络蜗轮副产品 ,促进其标准化、系列化、大批量数控化生产 ,我国学者与工程技术人员近年来对其进行了广泛的研究。 二、 研究内容 、 预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施 本设计以 平面二次包络环面 数控转台的设计 为研究平台，针对 涡轮蜗杆传动 的设计仿真分析是 设计 中的一个子项。课题组在广泛调研的基 础上，瞄准国际知名 平面二次包络环面蜗杆数控转台 的技术水平，结合具体国情，吸收国内外同类 数控转台的优点，研制开发出先进、可靠、实用、具有竞争能力的数控转台 。在项目研制过程中，我利用互联网向知名生产工厂详细地了解了 数控转台 的工作状态、工作环境和使用要求，对现有的 数控转台 状况摸底，查阅有关资料。本课题采用计算机辅助设计的技术，利用 数化建模 及 动态仿真，限元分析关键构件，进一步缩短了设计周期，降低了设计成本，有助于促进了设计工作的规范化、系列化和标准化，从而提高该产品设计开发能力。有限元分析是一项较为复杂的工作过程。主要包括建立数学模型、建立有限单元模型、确定典型工况及外载荷、边界约束条件处理、有限单元计算、计算结果处理、以及对结果进行分析和研究。 主要的工作内容有以下几个方面： 1）设计计算部分：分析确定 涡轮蜗杆结构 传动方案；并通过计算分析，确定 蜗杆 和 涡轮的参数，校核了连接螺栓；完成 回转内啮合齿轮的设计计算；在整机设计开发背景下，设 计与其相匹配的数控转台 。 2）工程仿真分析部分：本论文利用三维软件 回转机构进行三维建模，并完成 与整机的装配与干涉分析；利用 回转机构模型进行 全局运动干涉分析 和仿真；对 环面而粗包络环面蜗杆 行 动力学分析；利用 涡轮、蜗杆、轴、箱体 等关键部位进行有限元静力分析。 三、主要特色及工作进度 主要特色 ： 利用计算机辅助设计技术，基于 软件对理论设计的进行参数化建模，动态仿真和关键零件的有限元分析。 工作进度： 收集查阅了有关平面二次包络环面 蜗杆传动数控转台的设计背景资料，制定了设计提纲和计划， 完成了软件 学习和运用。 四、主要参考文献 （按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） 1濮良贵，纪名刚 . 机械设计 M. 北京 :高等教育出版社， 2002. 2胡宗武等 . 非标准机械设备设计手册 M. 北京 :机械工业出版社， 2005. 3方建军，刘仕良 . 机械动态仿真与工程分析 M. 北京 :化学工业出版社， 2004 4王建江，胡仁喜 . 构与热力学有限元分析 M. 北京 :机械工业出版社， 2008. 5叶国林等 维造型实例图解 M2009. 6刘一扬，杨现卿 J. 机械工程师 , 2007:, 7秦福建 J 2004:o.3,指导教师 意 见 指导教师签名： 年 月 日 系 意见 系 主任签名： 年 月 日 院 意见 教学 院长 签名： 年 月 日 1 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计 3D 建模与装配 摘要 ： 蜗杆传动是机械设备中最常用的传动装置，在机械设计中蜗杆的设计占有相当大的比重。基于涡轮蜗杆各参数间的关系，在 利用涡轮蜗杆参数表达式绘制涡轮蜗杆实体模型，实现涡轮蜗杆在 的参数化设计。 次开发模块是件的二次开发工具集，利用该模块可对 统进行用户化开发，可满足用户进行各种二次开发的需求。学习了 次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围。选择 程语言，结合使用 I 发工具，实现了基于 次开发工具的涡轮蜗杆的参数化 设计。 关键字 ： 涡轮蜗杆；二次开发；参数化； of C 3D is in in of a on of G is G, we G as we of by of of G/of G/PI a G/G/I on G/G/ 1 章 绪论 题的研究背景 平面二次包络蜗杆传动，其蜗杆齿面是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面；再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出涡轮出面。它的主要特点表现在： 1）工艺性良好，可获得高精度硬齿面蜗杆副； 2）啮合齿数多、重合度大； 3）安装工艺好； 4）涡轮齿面上有效共轭啮合区大，接触线性状好呈双接触线。“修正型”有更好的啮合特性和工艺性能好，故目前广泛采用。 平面二次包络蜗杆传动设计在蜗杆制造应用过程中占有重要地位。传统的蜗杆传动设计过程繁冗，效率低，采用传统的 设计方法设计较为合理的蜗杆传动要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现。另外，蜗杆传动类零件的绘图工作 (包括几何绘图、标注、参数表填写等内容 )也是一项繁杂而费时的工作。但蜗杆传动类零件大部分具有相似的结构和形状，在新产品的设计和图纸绘制过程中，不可避免地要多次反复修改，进行零件形状、尺寸的综合协调和优化，这时寻求一种简便、合理的设计方法，提高设计工作效率，是蜗杆传动设计工作者的迫切愿望。因此，借助 术实现其绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义。 因此，现代 蜗杆传动机构的设计建模技术有着广泛的工程应用背景和研究意义 。随着计算机技术和现代设计理论与方法的迅速发展，三维设计软件尤其是机械零件和产品设计中的日益普及，蜗杆传动实体在三维软件特别是在 的绘制变得越来越重要。但基于 蜗杆传动设计系统一般都局限于皮带轮二维轮廓的绘制或三维实体建模，蜗杆传动参数的设计计算难以与 统很好地集成 , 给蜗杆传动的 来不利影响。 建模技术是 核心技术，参数化造型技术和特征造型技术是新一代继承化 统应用研究的 热点理论。目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化造型较为成熟。对复杂的三维实体的参数化造型尚不多见，特别是涡轮蜗杆这类形状复杂、种类繁多的三维实体参数化造型设计更少。这有多方面原因：3 一方面蜗轮蜗杆蜗杆二维图形参数化设计能够满足传统的涡轮蜗杆加工要求；另一方面运用低级 件对复杂的三维实体很难实现参数化虚拟造型设计。随着涡轮蜗杆的广泛应用和快速成型与虚拟制造技术的迅速发展，传统的二维图形已不能满足现在的设计、加工要求。因此，在三维软件上绘制涡轮蜗杆实体变得十分重要。但是，由于涡轮蜗杆状复杂，给设 计、绘图带来很大不便。并且涡轮蜗杆各参数间都有严格的函数关系，再加上随着当代机械制造业的不断发展，涡轮蜗杆的精度要求也越来越高，涡轮蜗杆实体的绘制较为麻烦。涡轮蜗杆并不是一个标准件，它的各个参数随着设计要求的不同而不同。如果每设计一个涡轮蜗杆都要画一个对应的实体部件的话，那不仅增加了设计者的劳动量，还大大降低了设计效率，阻碍了企业的生产和发展。参数化设计是新一代智能化、集成化 是当前 术的研究热点。用大型的三维软件实现涡轮蜗杆的参数化造型已成为设计者的迫切需求，涡轮蜗杆参数化造型 有重要的意义： （ 1）涡轮蜗杆的参数化设计与建模系统是 术与涡轮蜗杆设计相结合的产物，也是两者发展的趋势所在。 （ 2）实现设计过程自动化避免了设计人员手动查阅大量的数据，也避免了手工取点造型的复杂过程，该系统的开发，可以将手算设计的工作人员从繁琐、低效的工作中解放了出来。 （ 3）实现涡轮蜗杆的参数化设计以及精确造型，可以将设计计算、三维造型与绘制工程图的无缝结合，同时为涡轮蜗杆的有限元分析、机构仿真和数控加工等工作奠定基础。 （ 4）采用建立原始涡轮蜗杆结构模型并驱动其特征参数，为其它复 杂曲面的造型提供了有益的参考。 本课题利用 二次开发技术 ,为解决涡轮蜗杆参数化设计问题提供了可行的方法，通过直接输入涡轮蜗杆的设计条件，利用计算得出的有关设计参数进行实体建模，实现涡轮蜗杆的参数化设计，提高涡轮蜗杆设计的效率和准确性。 题的研究内容和解决方法 本课题利用大型软件 实现涡轮蜗杆的三维参数化造型，通过改变涡轮蜗杆的一些基本参数，生成其相应的涡轮蜗杆。要达到相应的设计要求，首先要知道如何在 绘制涡轮蜗杆部件，要绘制涡轮蜗杆必然要知道涡轮蜗4 杆的各个参数间的关 系，精确知道涡轮蜗杆的三维模型。画出涡轮蜗杆模型后，还应知道 次开发的知识，灵活运用 统提供的二次开发工具，在模型的基础上编制相应的程序，最后完成涡轮蜗杆参数化设计模块的开发。具体内容和步骤如下： (1) 分析涡轮蜗杆产品，设计其基型：考虑产品的零部件尺寸约束及几何约束，基于模型驱动技术，构建三维参数化模型库，然后提取变形参数。 (2) 利用 次开发工具创建交互式程序界面，通过用户菜单以及涡轮蜗杆参数设计对话框的设计，使用户通过输入参数即可在 实现皮带轮的自动生成。 件 是集 体化的三维参数化软件，是当今世界上最为先进的计算机辅助设计、制造和分析软件，在国内外使用相当广泛。另外它所提供的二次开发语言模块 辅助开发模块 I 其良好的高级语言接口，使 图形功能和计算功能有机的结合起来，便于用户去开发各种基于自身需要的专用 统。使用 任何一个模块都能实现 二次开发，再结合辅助模块， 就能开发出 面的应用模块。因此，合理利用 二次开发语言模块和辅助模块，就可以实现在 境下对涡轮蜗杆进行参数化设计。 5 第 2 章 次开发 工具 称 当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的端软件。它为制造业产品开发的全过程提供解决方案，主要功能包括：概念设计、工程设计、性能分析和制造。此外， 件还提供了界最先进的编程工具集，以满足用户二次开发的需要。本章先讨论 件的主 要功能，然后简单介绍二次开发各功能模块的特点和应用。 G 软件概述 G 软件的功能介绍 知识驱动自动化技术领域中的领先者。它实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合，显著地改进了如汽车、航天航空、机械、消费产品、医疗仪器和工具等工业的生产率。它为各种规模的企业递交可测量的价值，更快地递交产品到市场，使复杂产品的设计简化，减少产品成本和增加企业的竞争实力。 一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和辅助工程（ 统。 能自动化是在今 天制造公司中见到的一般工程、设计和制图能力； 能利用 述完成零件的设计模型，为现代机床提供程； 能横越一广范的工程学科，提供许多的产品、装配和零件的性能防真能力。 一个全三维、双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状。通过组合这些形状，用户可以设计、分析产品和建立他们的工程图。一但设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，加入制造信息，如刀具直径并自动生成一刀具位置，源文件（ 它可用来驱动大多数 床。目前 司已经推出 品，本次设计中使用的是 本的软件。 特点是： 1、为了数字化产品开发集成的自动化； 2、在所有开发学科中的新能力，包括工业设计、防真、工装、加工和管理； 3、在一个全面的产品生命周期管理（ 决力案内的领先前沿的 术。 G 功能模块 利用 以建立、存储、恢复和操纵设计与制造信息，典型地通过建立6 描述一零件的几何体开始工作。 能被划分成共同功能的一系列“应用（ 共 18 个模块，各模块分别为： 1、入口（ 对所有其他交互应用的首要必备的应用； 2、建模（ 包括实体、特征、自由形状、钣金特征建模和用户定义特征； 3、装配（ 支持装配建模； 4、几何公差模块（ 让用户捕捉公差； 5、产品和制造信息（ 可用于在三维环境中对产品形成文档说明； 6、分析（ 包括注塑模流动分析、运动应用和 7、制图（ 可将三维模型生成二维视图； 8、高质量图像（ 生成逼真照片的图像； 9、知识熔接（ 允许用户应用工程知识驱动规则和设计意图到 的几何模型和装配； 10、制造（ 可进行虚拟加工和自动加工编程； 11、开放的用户界面设计（ 允许用户和第三方开发商生成 话框； 12、编程语言（ 包括 13、质量控制（ 14、走线（ 定义围绕和通过其他 配的 装配； 15、钣金（ 包括钣金设计、冲压和多零件加工的栅格； 16、电子表格（ 提供一在 者电子表格应用和 的智能界面； 17、 18、 在用于描述产品机械装配的同一三维空间建立电气布线的表示。 G 二次开发相关工具概述 件提供了 界最先进的编程工具集，以满足用户二次开发的需要，这组工具集称之为 一系列 发工具的总称，它们随起发布，以开放性架 构面向不同的软件平台提供灵活的开发支持。 发工具，对 件操作界面进行用户化开发，无须编程即可对 准菜单进行添加、重组、剪裁或在 件中集成用户自己的软件功能； I 发工具是一个可视化编辑器，用于创建类似 交互界面，利用该工具，用户可为 用程序开发独立于硬件平台的交互界面； 发工具提供了 件直接编程接口，支持 C、 C+、 主要高级语言； 发工具是一个类似 部开发语言，利用该工具用户可生成 动化或自动建模等用户的特殊应用。利用 供的应用程序和开发工具，用户可以在其提供7 的平台上开发出适合自己需要的 品。 G/G/一种专用的图形交互编程语言。这种语言与 统集成，实现 的绝大多数的操作。 言与一般的通用语言一样，有其自身的语法结构，程序结构，内 部函数，以及与其他通用语言程序相互调用的接口。 一个 句是由一个或几个 令组成， 令是 言的基本组成部分。 令有三种表示格式： a)陈述格式。主要用于生成和编辑实体。 b)号格式。 全局参数存取 (缩写，用于访问 统中各种对象的状态和参数。 c)号格式。 实体数据存取 (缩写，用于访问 据库，能够访问各种对象的功能性数据。例如在属性、绘图和尺寸标注 以及几何体等领域与 行交互操作时，其参数可用 式的命令取得。 用 以在 为 *者在 级开发环境 (编写。执行 序必需进入 境中，运行 G/ 程语言是面向工程师的语言，具有简单、易学、易用的特点，但是所编写的程序长、复杂。要考虑程序的各个细节问题。因此， 言 常用于开发一些规模比较小的程序，例如，同类零件建模、计算和分析、数据访问等程序。与 言相比较，用 数编程则可实现功能复杂的操作。 G/为 外部应用程序之间的接口， 一系列函数的集合。通过 编程，用户几乎能够实现所有的 能。开发人员可以通过用 C+语言编程来调用这些函数，从而实现用户的需要。 （ 1）对 UG 件及相应模型进行操作，包括建立 型、查 询模型对 象、建立并遍历装配体，以及创建工程图等。 （ 2）在 创建交互式程序界面。 （ 3）创建并管理用户定义对象等。 应用函数时应注意所有的 用必须及时进行初始化和终止，以8 确保获取或者释放 执行许可权限。 初始化函数是 )，当开始调用 函数时应先调用 来获取执行许可权限。一般来说，我们在变量声明完成后，第 1 个调用 函数就是 。 终止函数是 ，当不再调用 函数时必须调用来释放执行许可。 序能在两种不同环境（依赖于程序的连接方式）下运行，即境（也称为“ 发模式”）和 式。其中 G 界面环境 (运行，在运行这些程序时他们被加载到 运行空间中（ 配的内存）； 式开发的程序能在操作系统 (T/2000/ 运行，不在 G 子进程运行。尽管没有图形显示，但 供了函数用于打印机或绘图仪输出，也可以输出为 件等其他数据文件。 G/G/仅可以使用户利用 件来编辑 菜单，也可以以一种无缝集成的方式为用户开发的应用程序创建菜单。 时也提供了一个菜单栏报告工具，以帮助用户查看定制的菜单，诊断错误。对于菜单的自定义大致可以分为如下三个层次。 （ 1）自定义菜单 该级别的自定义允许单个用户或者管理员重新安排 功能，去除在其产品开发过程中不需要的功能。这种级别的自定义不需要编程实现。 （ 2）自定义 能 该级别的自定义允许单个用户或者管理员取代或增加标准的 能，并添加其自己定义的功能。 （ 3）添加自定义应用 该级别的自定义其目的在于使用户或第三方开发商开发的应用程序完全集成在 。该级别的自定义需要编程实现。 菜单文件是扩展名为 文本文件，可以使用 记事本进行编辑。 供了一套用于定义 单的脚本语言。实际9 上， 统的菜单文件也是用该脚本语言编写的。 主菜单栏、快捷菜单栏提供了丰富的系统菜单文件，这些菜单文件默认情况下都保存在 G / 件夹下 12。 使用 定义 单可以有两种方法，分别是使用单文件和复制和编辑系统菜单文件。使用 单方法是添加编辑量很小的菜单文件到菜单文件的目录中，使用 单可以移出用户不需要的菜单项；添加新的菜单和菜单项；重新组织 菜单；修改菜单和菜单项的标题；为已经存在的应用按钮添加动态库和菜单文件。复制和编辑系统菜单文件是指复制、编辑系统菜单文件并将其放置在特定的目录下，覆盖原始菜单文件。系统推荐使用 单文件方法，该方法 不仅编辑起来比较方便、易于维护，而且其功能也相当强大，基本可以满足应用开发的所有需求。使用 单文件的另一个优点在于它可以被 方便地自动加载。对于与具体应用模式无关的菜单文件放置在 件夹下，与具体应用模式相关的菜单文件放置在相应的 件夹下，通过使用 明，即可将菜单名与应用模式按钮相关联，点击该应用模式按钮后即可自动加载与其相关联的菜单文件。复制和编辑系统菜单文件方法不推荐使用，这主要是由于其编辑起来相当复杂，特别是对于像 样大型的菜单文件，其维护也非常麻烦。 G/I I 开发 话框的可视化工具，生成的对话框能与 成，让用户更方便、更高效地与 行交互操作。 I 块提供了强大的制作 格窗口的功能，其主要功能如下： (1) 提供了让开发人员建造 能生成 I 件和 C 代码，从而使用户在使用 I 生的对话框时，不必考虑图形用户界面 (写为 的实现。 (2) 利用可视化环境快速生成 格对话框，从而减少开发时间。 (3) 通过选取和放置控件，从而能实现所见即所得。 (4) 可以在对话框中实现用户自定义位图。 (5) 提供了属性编辑器，从而允许开发人员设置和修改控件属性。 (6) 生的对话框可以在 被调用，因此可以实现10 在 单项上调用 生的对话框，从而将用户应用程序和 件完全融合。 应用 一工具可以使开发人员方便、快速地设计出与 面风格一致的对话框，避免其他复杂的编程。而且可以和用其他开发工具开发出的结果进行集成。 I 具和 具一样，都只具有某一方面的功能： I 于对话框的开发， 于菜单的开发。 具 件为用户提供了一个调用二次开发结果的交互式接口： 的功能是生成弹出式对话框或工具 条，其界面风格与 面风格一致。通过执行对话框或工具条，操作相应的控件就可运行菜单文件、宏文件、 序和其他二次开发文件。例如，执行皮带轮生成的程序集，可以用 具产生两个对话框分别为实心式皮带轮和腹板式皮带轮，然后在相应的对话框上进行操作就生成相应种类的皮带轮。通过编写对话框定义文件 (*实现 具的功能。编写文件完成以后，在 执行择所编写 的 *件即可弹出需要的对话框或工具条。 *个文件是文本文件，可用 的记事本进行编写和编辑。一种比较简单的实现方法：拷贝 的模板文件 G 启动目录下，然后编辑模板文件，实现所需要的功能。在以前较早版本中例如 用 具必须编写两个文件：菜单定义文件 (*对话框定义文件 (*然后通过执行菜单项弹出相应的对话框或工具条。现在，较高的 本已经省略产生菜单这一步，操作同上所述。在 面中应用 G/单执行 序或 序，操作一次只能执行一个程序，而且必须找到程序所在的路径。若利用 个工具，用户可以将多个 数所编写的程序集成到一个 个程序对应一个控件，通过操作控件来调用程序，使用起来就非常方便。 11 第 3 章 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台建模与装配 齿轮的三维建模 学模型 直齿轮是较为规则的一类关于其中心轴回转类零件， 由于其结构简单，所以提取参数也很简单。主要涉及以下参数： 分度圆直径 22 5 7 2 . 5 1 4 2 . 5d z m m m m m 中心距 齿轮宽度 1 1 5 0 5 0db d m m m m 齿轮的 三维建模 直齿轮的建模方法很多，这里用特征建模的方法，直齿轮由轮缘、齿轮、轮槽三部分组成，且都可近似看成圆柱体，通过此操作后取布尔“相加”运算即可得实体模型，再草图做齿轮和实体做布尔“相减”运算后可以得到一个轮槽，最后“阵列”齿轮特征即可得到结果。 （ 1） 新建部 件，进入“建模”模块，创立表达式 （ 2） 建立草图，并进行约束 （ 3） 直齿 轮实体 的建立 （ 4） 键槽及倒（圆）角的处理 （ 5） 齿轮的建立 经过以上步骤就建好了实心式皮带轮的模板。 12 5 0 1 4 2 . 5 9 6 . 2 522m m m m 12 图 3齿轮模板 齿轮轴的三维建模 学模型 齿轮轴的结构更为简单，它不仅可以看成是关于圆拉伸而成的实体，并且它的剖面图也是关于竖直中轴对称的。主要涉及以下参数： 轴的最小直径 轴上齿轮分度圆直径 1 50d 圆周力 112 2 2 5 5 1 9 . 7 2 2 1 0 2 0 . 7 8 950 轴 径向力 t a n t a n 2 01 0 2 0 . 7 8 9 3 7 1 . 5 3 7c o s c o s 0 N N 轴轴向力 t a n 1 0 2 0 . 7 8 9 t a n 0 0 N N 轮轴 的 三维建模 齿轮轴的建模相对于直齿轮较为简单，用草图按轴的直径画出齿轮轴的轴1 33m i n 013 . 9 9 2 31 0 0 1 3 . 8 7 71494 m m m 13 径，通过拉伸命令并用布尔运算的“相加”命令画出齿轮轴的实体。然后运用“键槽”命令按键槽尺寸画出齿轮轴的键槽。 在工具栏中的“表达式”命令中输入齿轮的各参数，生成渐开线的轮廓线，再用拉伸中布尔运算的“相减”命令画出齿轮轴上的齿轮。 齿轮轴的模板如下图所示： 图 3轮轴 模板 输 出轴的三维建模 学模型 输出轴的结构和齿轮轴很相似，且相对于齿轮轴更为简单， 它也可以看成是关于圆拉伸而成的实体，并且它的剖面图也是关于竖直中轴对称的。主要涉及以下参数： 轴的最小直 径 轴圆周力 332 2 2 9 9 9 9 6 5 . 6 6 3 1 9 8 0 1 . 7 5 3 5303 轴径向力 t a n t a n 2 01 9 8 0 1 . 7 5 3 5 7 2 6 9 . 6 4 3 9c o s c o s 7 3 0 4 4 N N 轴轴向力 t a n 1 9 8 0 1 . 7 5 3 5 t a n 7 3 0 4 4 2 6 1 1 . 2 3 9 9 N N 3 33m i n 032 . 6 0 7 31 1 2 7 6 . 1 38 . 3 m m m 14 出轴 的 三维建模 输出轴的建模方法可仿照前面的齿轮轴的建模方 法，由于其结构和齿轮轴最为相似，这里选用齿轮轴的建模方法。 齿轮轴的模板如下图所示： 图 3出轴 模板 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台 核心传动件 的装配 （ 1）启动 击“开始”选择建模模块。（ 2）打开齿轮轴部件文件，将其作为装配父体。运行结果如下：15 图 3轮轴模板 （ 3）选择“装配” “组件” “添加组建”命令，或直接单击“装配”工具栏中“添加组件”，在弹出的“添加组件”对话框中单击“打开”按钮，在磁盘保存目录下选择直齿轮部件，单击“确定”按钮将返回至“添加组件”对话框并弹出“组 件预览”对话框，如下图所示： 图 3件预览对话框 16 （ 4）在“添加组件”对话框中，“引用集”使用默认“模型”引用集，“定位”则在下拉列表中选择“配对”，图层设置为“原先的”图层，单击“确定”按钮出现“配对条件”对话框，此时“配对条件”对话框中装配条件显示列表框将出现如下图所示： 图 3对条件对话框 17 （ 5）通过需要装配的两个部件选择点，面，线等各种方式配对子节点，最终生成零件图的装配，装配结果如下图所示： 图 3轮轴与直齿轮的装配图 （ 6）重复上面各个步骤分别装配蜗杆、涡轮、输出轴，装配结果分别入下列各图所示： 18 图 3轮轴、直齿轮与蜗杆的装配图 图 3轮轴、直齿轮、蜗杆与涡轮的装配图 19 图 3心传动件零件装配总图 20 结论 与展望 结论 蜗轮蜗杆 用于传递空间 两轮 之间的运动和动力，具有 传动距离远 、 安装精度要求低 、 更换简易 等优点，已广泛应用于 工业生产的各个方面 ，是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。随着计算机技术和现代设计理论与方法的迅速发展 ,三维设计软件尤其是 机械零件和产品设计中的日益普及， 蜗轮蜗杆 实体在三维软件特别是在 的绘制变得越来越重要。但基于 蜗轮蜗杆 设计系统一般都局限于 蜗轮蜗杆 二维轮廓的绘制或三维实体建模 , 蜗轮蜗杆参数的设计计算难以与 统很好地集成 , 给 蜗轮蜗杆 的 来不利影响。因此，借助 术实现 蜗轮蜗杆 实体模型绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义。 次设计通过对 蜗轮蜗杆 的研究，建立 蜗轮蜗杆 的数学模型，实现了 蜗轮蜗杆 三维参数化设计，得出的成果如下： （ 1） 基于 蜗轮蜗 杆 各参数间的关系，建立 蜗轮蜗杆 参数的表达式，利用表达式在 绘制 蜗轮蜗杆 实体模型，保证 蜗轮蜗杆 模型中各参数随着表达式中的参数的变化而变化，实现 蜗轮蜗杆 在 参数化设计； （ 2） 次开发模块是 件的二次开发工具集，利用该模块可对 统进行用户化开发，满足用户进行二次开发的需求。本次设计中学习了次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围，使用 用 I 发工具，实现了基于 次开发工具的 蜗轮蜗杆 的参数化设计。 在 台下利用表达式建立 蜗轮蜗杆 的数学模型的基础上，利用 次开发工具实现 蜗轮蜗杆 的参数化设计。实现了在 境下打开相应的实体部件，在 菜单中新建的菜单上选择对应的按钮，可弹出对话框，在对话框中输入 蜗轮蜗杆 的各个参数，实现 蜗轮蜗杆 实体模型的变化，得到设计者所需要的蜗轮蜗杆 。 展望 21 蜗轮蜗杆 三维参数化造型是一个实用化的研究和开发工程，仅靠一学期的工作来完成，是远远不够的，仍然需要进一步修正、充实和完善。本次开发的 蜗轮蜗杆 建模模块有许多不足之处，由于时间限制，使用建 模基础上的参数化设计，这样使用该模块所画的 蜗轮蜗杆 必定受原模块的限制，原模型中的绘图错误会直接影响新生成的 蜗轮蜗杆 。由于设计者水平有限， 蜗轮蜗杆 建模也较复杂， 蜗轮蜗杆 建模中必然会有问题。另外，该模块使用起来较不方便，需要在对应的模型下完成 蜗轮蜗杆 的参数化设计。 蜗轮蜗杆 的参数化造型只是 体化工程的开始，后续工作还有很多，诸如： 蜗轮蜗杆 仿真、动态性能分析、模具设计等，从而真正实现 皮带轮 的 体化。 次开发工具具有强大的功能，利用该功能可以实现任何复杂模型的建模、装 配、优化仿真等操作。如果进行深入的研究，必然能开发出功能齐全