基于SolidWorks二次开发技术的渐开线齿轮参数化设计VB

1、第30卷第6期2009年 6月煤 矿 机 械CoalMineMachinery基于SolidWorks二次开发技术的渐开线齿轮参数化设计魏 勇1,邬向伟2,周文洲3(1.平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001;2.中州大学,郑州450000;3.北京航空航天大学,北京100081)摘 要:基于SolidWorks2004三维设计平台,利用VB6.0程序设计语言和SolidWorksAPI编程接口,实现了渐开线齿轮参数化设计,提高了齿轮设计的效率和精度。关键词:二次开发;渐开线齿轮;参数化中图分类号:TH132 413;TP3文献标志码:A 文章编号:1003-0794(2009)06-

2、0194-02InvoluteGearParametrizationDesignBasedonFurtherDevelopmentofSolidWorksWEIYong1,WUXIANG-wei2,ZHOUWen-zhou3(1PingdingshanIndustrialTechnologyCollege,Pingdingshan467001;2ZhongzhouUniversity,Zhengzhou450000;3BeHiangUniversity,Beijing100081,China)Abstract:Accomplishedparameterizationdesignininvolu

3、tegearbasedonSolidWorks20043Ddesignplatform,byusingVB6.0programminglanguageandSolidWorksAPI,greatlyimprovedtheefficiencyandprecisionofgeardesigning.Keywords:furtherdevelopmen;tinvolutegear;parameterization0 引言渐开线齿轮机构是应用最广泛的一种传动机构。目前多数三维CAD软件不包含精确绘制渐开线的命令,降低了设计效率和精度。本文探索并编写渐开线齿廓源程序,并在SolidWorks2004平台

4、上进行二次开发,实现渐开线齿轮的参数化设计。利用这一方法不但使齿轮三维实体建模的过程变得方便、快捷,而且也提高了绘图的精确度。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM系统,是目前市场份额增长最快、技术发展最快、市场前景最好、性价比最优的软件。Solid Works提供了几百个API函数,这些API函数是SolidWorks的OLE或COM接口,用户可以使用VBC+Delph等i高级语言对SolidWorks进行二次开发,建立适合用户需要的、专用的SolidWorks功能模块。1 渐开线轮齿造型渐开线齿轮三维造型中关键是绘制渐开线轮齿,轮齿造型一般有2种方法:

5、描点法和模拟范成法。描点法是在齿廓上根据公式计算出一系列不同点的二维坐标,然后用样条曲线描绘出齿形。描点法生成齿轮的过程中所采用的特征少、步骤少、图1 渐开线齿形坐标资源占用率低、速度快。本文采用描点法绘制渐开线轮齿。轮齿的齿形由2部分组成:工作部分和非工作部分。工作部分的齿形为渐开线,而非工部分采用过渡圆弧。渐开线部分的齿形建立坐标系如图1所示。渐开线齿廓上任意M点的坐标x=rxsin xy=rxcos x式中 x 渐开线任意M点的齿间中心半角,pbSb- x= 0+ nv +tan x= 0+ix=x-rb第30卷第6期基于SolidWorks二次开发技术的渐开线齿轮参数化设计 魏勇,等

6、x=rbrb!-tan + +tan(arccos)-arccos2zrxrx0 基圆齿间中心半角; x 渐开线任意M点的展角; x 渐开线任意M点的压力角;pb 基圆齿距;Sb 基圆齿厚;分度圆上的压力角;z 齿轮齿数;rb 基圆半径。rx数值的选取范围,应从齿轮渐开线和过渡曲线齿形的衔接点开始,到齿顶圆结束,当rf(齿根圆半径)>rb时,取r0(渐开线开始半径)=rf;当rf<rb时,取r0=rb;计算齿形坐标的点数,根据齿轮模数和要求的精度而定。求得多个齿形坐标点的(x,y)值后,利用SolidWorks样条曲线API函数Sketch Spline,来绘制光滑渐开线曲线。2

7、VB和SolidWorks2004二次开发接口Solidworks提供了API编程接口,可以通过在VB程序中调用SolidWorks的接口指针获得各个对象层次的属性和方法完成齿轮三维零件的造型。在开发渐开线齿轮三维模型程序中,主要用到Mod elDoc2对象。ModelDoc2对象属于模型层,是Sld Works对象的子对象,利用它可以实现视图设置、轮廓线修改、参数控制、对象选择/打开和保存文档、生成编辑特征参量、生成框架等与实体模型相关的各类操作。开发的应用程序首先要用CreateObject来获得SldWorks对象,然后就可以利用获得的Sld Works对象对SolidWorks其他对象

8、实现控制。3 参数化齿轮设计模块在SolidWorks中,参数化建模主要通过2种方法实现: 利用已有的模型,通过修改模型参数的方法得到需要的模型,称为尺寸驱动建模法;!用编程实现参数化设计,用户根据需要直接用程序生成需要的模型,称为程序驱动建模法,前者适用于具有简单几何约束的零件设计,后者则比较灵活,适用范围广泛。本系统采用了第2种方法。基于VB6.0开发的渐开线齿轮参数化建模界面如图2所示。(1)利用前面渐开线齿廓曲线,通过VB程序调用SolidWorks接口API函数CreateCircleByRadius2,CreateArcByCenter,SketchSpline等建立具有一个轮齿齿

9、廓的草图1和草图2,如图3(a)所示;(2)通过草图1、草图2拉伸生成齿轮毛坯,如图3(b)所示;(3)通过特征的圆周阵列产生所有轮齿来实现整个齿轮的三维实体,如图3(c)所示。式中 rx M点的半径;图2渐开线齿轮参数化建模界面图3 齿轮三维实体造型过程4 结语本文以直齿圆柱渐开线齿轮为例介绍了在SolidWorks2004环境中利用API函数实现了渐开线齿轮的参数化三维造型设计,不但大大缩短设计周期,而且为进一步模拟装配、运动仿真、有限元分析奠定基础。对于其他复杂的齿轮轮齿只是曲线形状不同,原理基本相同,对本程序进行修改和扩充,还可以生成斜齿轮、锥齿轮等三维模型。参考文献:1孙桓,陈作模.机械原理M.北京:高等教育出版社,2003.2魏勇,邬向伟.基于SolidWorks的标准零件库二次开发J.现代制造技术与装备,2009(2).3江洪,魏峥,王涛威,等.Soli