圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)

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本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā) 院 系 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2016 年 5 月 摘要 隨著圓錐齒輪的廣泛應(yīng)用和快速成型與虛擬制造技術(shù)的迅速發(fā)展 用小型 CAD 軟件對(duì)圓錐齒輪三維基體和齒面進(jìn)行參數(shù)化虛擬造型設(shè)計(jì)已成為設(shè)計(jì)者的迫切需求 為此 在三維機(jī)械設(shè)計(jì) CAD 軟件環(huán)境下 應(yīng)用 Visual Basic 開發(fā)了圓錐齒輪三維 實(shí)體參數(shù)化造型設(shè)計(jì)系統(tǒng) 來(lái)解決圓錐齒輪三維實(shí)體參數(shù)化造型設(shè)計(jì)這一難題 本次設(shè)計(jì)的題目是圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā) 研究了圓錐齒輪結(jié)構(gòu)的尺寸關(guān)系 在掌握?qǐng)A錐齒輪三維造型方法的基礎(chǔ)上采用外部程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)自動(dòng)生成實(shí)體 齒輪模型 并且在主流操作平臺(tái)上熟練掌握常用的軟件工具進(jìn)行圓錐齒輪的編程 關(guān)鍵詞 圓錐齒輪 參數(shù)化 造型 模型 ABSTRACT With the rapid development of bevel gear with the wide application and rapid prototyping and virtual manufacturing technology with a small CAD software of bevel gear three dimensional matrix and the tooth parameters of virtual modeling design has become a designer s urgent demand To this end in the three dimensional mechanical design CAD software environment the use of Basic Visual development of the bevel gear 3D parametric modeling system to solve the three dimensional solid cone gear modeling design of the problem The topic of this design is the development of bevel gear design system of the size dependence of the bevel gear structure in the mastery of bevel gear 3D modeling method based on the external program driven automatically generated entity model of gear parameters and the main operation platform master commonly used software tools for bevel gears of programming Keywords bevel gear parameterization modeling model 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 引 言 1 1 1 課 題 的 來(lái) 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 1 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 2 1 3 圓 錐 齒 輪 的 介 紹 3 1 4 國(guó) 內(nèi) 外 圓 錐 齒 輪 的 發(fā) 展 概 況 6 2 圓 錐 齒 輪 的 三 維 建 模 8 2 1 圓 錐 齒 輪 三 維 參 數(shù) 化 建 模 10 2 1 1 建 立 漸 開 線 齒 廓 曲 線 13 2 1 2 直 齒 錐 齒 輪 的 建 立 15 3 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 17 4 關(guān) 鍵 功 能 實(shí) 現(xiàn) 18 4 1 齒 輪 參 數(shù) 化 建 模 過(guò) 程 19 4 2 程 序 關(guān) 鍵 功 能 實(shí) 現(xiàn) 22 4 2 1 主 程 序 進(jìn) 入 流 程 23 4 2 2 對(duì) 話 框 與 具 體 實(shí) 現(xiàn) 方 法 25 4 2 3 建 立 模 型 方 法 26 4 2 4 讀 取 模 型 參 數(shù) 方 法 26 5 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 28 結(jié) 論 30 致 謝 31 參 考 文 獻(xiàn) 32 0 1 引言 1 1 課 題 的 來(lái) 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有 一些專業(yè)知識(shí)是必不可 少的 但是過(guò)度的專業(yè)知識(shí)分割 使視野狹隘 可以多多參加技術(shù)交流 和參加科 研項(xiàng)目 縮小范圍 提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù) 提高外部條件變化的適應(yīng) 能力 封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘 考慮的問(wèn)題太特殊 在工作中協(xié)調(diào)困難 不利于 自我提高 因此 自上世紀(jì)第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì) 人們?cè)絹?lái)越重視 基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對(duì)專業(yè)合并的分化 機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量 提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率 提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo) 并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品 在未來(lái) 新產(chǎn)品的 開發(fā) 降低資源消耗 清潔的可再生能源 成本的控制 減少或消除環(huán)境污染作為 一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù) 機(jī)器能完成人的手和腳 耳朵和眼睛等等器官完全不能 直接完成的任務(wù) 現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多 更精美的越來(lái)越復(fù)雜 很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí) 人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙 潛入海洋 數(shù)十億 光年的密切觀察 細(xì)胞和分子 電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件 人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始 加強(qiáng) 并部分代替人腦科學(xué) 這是人工智能 這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用 但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡 人類智慧的增長(zhǎng)并沒有減少手的效 果 而是要求越來(lái)越精致 手工制作 更復(fù)雜的工作 從而促進(jìn)手功能 又一方面 實(shí)踐促進(jìn)人腦智力 在人類的進(jìn)化過(guò)程中 以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中 大腦和手 是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系 唯一不同的是 智能硬件還 需要使用機(jī)械制造 在過(guò)去 各種機(jī)械離不開人類的操作和控制 反應(yīng)速度和運(yùn)算 精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng) 人工智能將消除這種限制 相互促進(jìn) 計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械工程進(jìn)展之間的平行 將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械 工程 在第十九世紀(jì) 機(jī)械工程的知識(shí)總量仍然是有限的 大學(xué)在歐洲 它與一般 的土木工程是一門綜合性的學(xué)科 稱為土木工程 下半場(chǎng)的第十九個(gè)世紀(jì)成為一門 獨(dú)立的學(xué)科 在第二十世紀(jì) 隨著機(jī)械工程和知識(shí)增長(zhǎng)的發(fā)展開始分解 機(jī)械工程 專業(yè) 有分支機(jī)構(gòu) 在第二十世紀(jì)中期趨勢(shì)分解 在時(shí)間之前和之后的第二次世界 1 大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)達(dá)到的峰值 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個(gè)人掌握所有 一些 專業(yè)是必不可少的 但是過(guò)度的專業(yè)知識(shí)使分割 視野狹隘 可以查看和統(tǒng)籌大局 和全球工程和技術(shù)交流 縮小范圍 新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù) 外部條件變化 的適應(yīng)能力差 封閉的專業(yè)知識(shí)的專家太狹 考慮的問(wèn)題太特殊 在工作協(xié)調(diào)困難 不利于自我提高 因此 自上世紀(jì)第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì) 人們?cè)絹?lái) 越重視基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對(duì)專業(yè)合并的分化 綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過(guò) 程的合成 是合理和必要的 從不同的專業(yè)和專業(yè)知識(shí)的專家 也有綜合的知識(shí)了 解不夠 看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體 從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作 綜合和專業(yè)水平 有機(jī)械工程全面而專業(yè)的沖突 在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專 業(yè)問(wèn)題 在人類所有的知識(shí) 包括社會(huì)科學(xué) 自然科學(xué)和工程技術(shù) 有一個(gè)更高的 水平 更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問(wèn)題 目前 國(guó)內(nèi)外對(duì)二維圖形參數(shù)化和簡(jiǎn)單三維實(shí)體的參數(shù)化的研究較為成熟 對(duì) 復(fù)雜的三維實(shí)體的參數(shù)化造型研究尚不多見 特別是象圓錐齒輪這類形狀復(fù)雜 精 確齒形的三維實(shí)體參數(shù)化設(shè)計(jì)更為少見 本課題以 Solidworks 為開發(fā)平臺(tái) 以 VB 為編程語(yǔ)言 攻克了圓錐齒輪三維實(shí)體參數(shù)化造型的難關(guān) 開發(fā)了圓錐齒輪三維參 數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) 該系統(tǒng)不僅包含三維實(shí)體參數(shù)化造型 而且還包含了強(qiáng)度計(jì)算 為 后續(xù)的有限元分析 機(jī)構(gòu)仿真 數(shù)控加工 模具制造提供了必要條件 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 本論文主要是對(duì)圓錐齒輪開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 了解圓錐齒輪的 建模過(guò)程和二次開發(fā)過(guò)程等 其主要研究?jī)?nèi)容如下 1 熟悉圓錐齒輪的嚙合規(guī)律及結(jié)構(gòu)尺寸關(guān)系 2 完成通用齒輪的三維造型 在學(xué)會(huì)所需開發(fā)工具的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)主程序?qū)崿F(xiàn) 參數(shù)化驅(qū)動(dòng) 3 優(yōu)化算法控制精度與計(jì)算效率 4 圓錐齒輪的三維圖的繪制 CAD 零件圖的繪制 5 說(shuō)明書的編寫和整理 1 3 圓 錐 齒 輪 的 介 紹 2 錐齒輪 分度曲面為圓錐面的齒輪 分圓弧錐齒輪和直齒錐齒輪 主要用在兩傳 動(dòng)軸成一定角度的地方 最常用的是兩軸成 90 的地方 支撐軸承中必須有推力或 向心推力軸承 其它同圓錐齒輪的應(yīng)用 1 4 國(guó) 內(nèi) 外 圓 錐 齒 輪 的 發(fā) 展 概 況 新中國(guó)成立后 當(dāng)時(shí)基本上沒有生產(chǎn)齒輪的能力 經(jīng)過(guò)第一 二個(gè)五年計(jì)劃的 努力 我國(guó)初步形成了一套包括汽車 機(jī)床 重型機(jī)械 電站設(shè)備 石油化工與通 用設(shè)備等機(jī)械制造能力 同時(shí) 齒輪制造業(yè)也隨著發(fā)展起來(lái) 到 1963 年左右 我國(guó) 不僅已能成批生產(chǎn)齒輪 而且一般規(guī)格的齒輪機(jī)床與刀具 量?jī)x也能由國(guó)內(nèi)制造 后來(lái) 國(guó)家新建和改建了一大批齒輪與齒輪箱的專業(yè)廠與專業(yè)車間 進(jìn)一步擴(kuò)大了 齒輪配套的生產(chǎn)能力 到 70 年代末 已基本上形成我國(guó)齒輪制造工業(yè)的完整體系 圓錐齒輪在機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛 品種 規(guī)格繁多 長(zhǎng)期來(lái) 在齒形上以采用 漸開線齒形為主 在一般設(shè)計(jì)中較多采用中碳鋼 或中碳合金鋼 調(diào)質(zhì)處理的齒輪 也稱軟齒面齒輪 很少采用低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火處理的齒輪 也稱硬齒面齒 輪 在工藝上 對(duì)于如汽車 拖拉機(jī)工業(yè)中大批生產(chǎn)的中 小模數(shù)齒輪 通常采 用滾 插 齒一剃 擠 齒一熱處理一珩齒工藝 對(duì)于冶金 礦山 起重運(yùn)輸 通 用等機(jī)械中所用的大 中模數(shù)齒輪 一般采 用調(diào)質(zhì)處理一滾齒工藝 對(duì)于電站 石 油化工 冶金 船用等機(jī)械中的高速齒輪多數(shù)采用調(diào)質(zhì)處理 滾齒 剃齒工藝 但 近年來(lái) 滾齒 滲碳 淬火處理一磨齒工藝逐漸發(fā)展起來(lái) 1959 年以后 針對(duì)當(dāng)時(shí) 漸開線齒輪齒面接觸強(qiáng)度差 工藝水平低 質(zhì)量差的薄弱環(huán)節(jié) 我國(guó)從蘇聯(lián)引進(jìn)了 圓弧齒輪的科技成果 利用軸向共軛代替端面共軛和利用圓弧齒輪齒面接觸強(qiáng)度比 較高的特點(diǎn) 代替了不少機(jī)械產(chǎn)品的漸開線齒輪 70 年代末 在一系列高速與低速 傳動(dòng)中成功地應(yīng)用單圓弧齒輪的基礎(chǔ)上 采用雙圓弧齒輪代替單圓弧齒輪 使抗彎 強(qiáng)度提套 40 60 工藝上改善了 應(yīng)用范圍獲得了進(jìn)一步擴(kuò)大 在傳統(tǒng)齒輪的基礎(chǔ) 上 為了消除對(duì)軸的橫向力 發(fā)明了圓錐齒輪 國(guó)際上 動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化 高速化 標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 特殊齒 輪的應(yīng)用 行星齒輪裝置的發(fā)展 低振動(dòng) 低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計(jì)方面 的一些特點(diǎn) 為達(dá)到齒輪裝置小型化目的 可以提高現(xiàn)有漸開線齒輪的承載能力 各國(guó)普遍采用硬齒面技術(shù) 提高硬度以縮小裝置的尺寸 也可應(yīng)用以圓弧齒輪為代 3 表的特殊齒形 英法合作研制的艦載直升飛機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓弧齒輪后 使減速 器高度大為降低 隨著船舶動(dòng)力由中速柴油機(jī)代替的趨勢(shì) 在大型船上采用大功率 行星齒輪裝置確有成效 現(xiàn)在冶金 礦山 水泥一軋機(jī)等大型傳動(dòng)裝置中 行星齒 輪以其體積小 同軸性好 效率高的優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用愈來(lái)愈多 由于機(jī)械設(shè)備向大型化發(fā)展 齒輪的工作參數(shù)提高了 如高速齒輪的傳遞功率 為 1000 30000kw 齒輪圓周速度為 20 200m s 1200 12000r min 設(shè)計(jì)工作壽 命為 5X104 10X104 小時(shí) 軋鋼機(jī)齒輪的圓周速度已由每秒幾米提高到 20m s 甚至 30 50m s 傳遞扭矩達(dá) l00 200t m 要求使用壽命在 20 30 年以上 這些齒輪的 精度等級(jí)一般在 3 8 級(jí) 并對(duì)平穩(wěn)性與噪聲有較高的要求 對(duì)于高速齒輪在圓周速 度超過(guò) 100m s 時(shí) 由于運(yùn)轉(zhuǎn)中的熱效應(yīng) 要求在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)產(chǎn)生的熱變形進(jìn)行修正 使齒輪在工作時(shí)達(dá)到一個(gè)正常的嚙合狀態(tài) 特別對(duì)于高速重載齒輪 更要加以考慮 其次 對(duì)于低速重載齒輪 如軋鋼機(jī)齒輪 由于采用硬齒面齒輪后 其齒面負(fù)荷系數(shù) 增加而引起的整個(gè)齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了 所以有時(shí)也要對(duì)反映到齒 面的彈性變形進(jìn)行修正 這種對(duì)齒輪輪齒修形的技術(shù)是目前大功率 高速 重載齒 輪制造的一個(gè)重要趨勢(shì) 在齒輪制造技術(shù)方面 重點(diǎn)是進(jìn)行硬齒面加工 尤其是大 型硬齒面齒輪的切切與熱處理工藝的發(fā)展 如超硬切齒 滾內(nèi)齒 成形磨齒 大模 數(shù)齒輪珩齒 彈性砂輪拋光 輪齒修 為了提高動(dòng)力傳動(dòng)齒輪的使用壽命并減小其 尺寸 除從材料 熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進(jìn)外 圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展 1907 年 英國(guó)人 Frank Humphris 最早發(fā)表了圓弧齒形 1926 年 瑞土人 Eruest Wildhaber 取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權(quán) 1955 年 蘇聯(lián)的 M L Novikov 完 成了圓弧齒形齒輪的實(shí)用研究并獲得列寧勛章 1970 年 英國(guó) Rolh Royce 公司工 程師 R M Studer 取得了雙圓弧齒輪的美國(guó)專利 這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視 在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益 斜齒輪有對(duì)軸上的橫向力 為消除這種力 把一個(gè)齒輪 作成對(duì)稱方向的相反的斜齒輪 來(lái)消除這種力 看上去像個(gè)人字 簡(jiǎn)稱圓錐齒輪 2 圓錐齒輪的三維建模 4 2 1 圓 錐 齒 輪 三 維 參 數(shù) 化 建 模 2 1 1 建 立 漸 開 線 齒 廓 曲 線 建立包含齒輪基本參數(shù) 內(nèi)容如下 大端模數(shù) 11m 齒數(shù) 24Z 21Z a 壓力角 20 齒數(shù)比 1 21z 分錐角 b arctan Z1 Z2 45 齒頂高系數(shù) ha0 高變位系數(shù) 1x 2x 大端分度圓直徑 mezde 外錐距 eR de bsin2 齒寬系數(shù) 取 3 0width 齒寬 bwidtheR 實(shí)際齒寬系數(shù) 2984 0e 中點(diǎn)模數(shù) e 0 5 1memm 中點(diǎn)分度圓直徑 5 01 當(dāng)量齒輪基圓直徑 aXbcos 大端齒頂高 mexha 11 大端齒根高 hf2 1 1xme 齒根角 arctan 齒頂角 a f 采用等頂隙收縮齒 頂錐角 ba b a 根錐角 bf b F 當(dāng)量齒輪頂圓直徑 haXdvXdvXa2 當(dāng)量齒輪根圓直徑 hfXdvXdvXf Solidworks 系統(tǒng)默認(rèn)變量 5 齒厚對(duì)應(yīng)的圓心角 180 z1c 參數(shù)化是一種基于特征 尺寸約束 數(shù)據(jù)相關(guān) 尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改的技術(shù) 因此 如果需要繪制不同齒輪參數(shù)的齒輪 只需在此文件 中修改齒輪的基本參數(shù)值 然后在 Solidworks 中重新導(dǎo)入 即可生成參數(shù)不同的齒輪 漸開線 首先在 Solidworks 中輸入直齒錐齒輪的各參數(shù)生成漸開線 具體方法如下 從 工具 表達(dá)式 中輸入?yún)?shù) 從 插入 曲線 規(guī)律曲線 進(jìn)入對(duì)話框 然 后點(diǎn)擊規(guī)律函數(shù)對(duì)話框的 確定 按鈕 設(shè)置以 t 為自變量 橫坐標(biāo)為 xt 的因變量 同理 分別設(shè)置以 t 為自變量 縱坐標(biāo)為 yt 第 3 個(gè)坐標(biāo)為 zt 的因變量 再選擇原點(diǎn) 作為參考點(diǎn) 即可生成漸開線 見圖 3 3 之后 在 X Y 平面內(nèi)繪制當(dāng)量齒頂圓與兩 段漸開線相交所得的圓弧 以及連接坐標(biāo)原點(diǎn)與漸開線的另兩個(gè)端點(diǎn) 形成大端俯 視截面草圖 如圖 3 4 6 2 1 2 直 齒 錐 齒 輪 的 建 立 1 根據(jù)所輸入的參數(shù)中當(dāng)量齒輪分度圓半徑 當(dāng)量齒輪齒根圓半徑 當(dāng)量齒輪 齒頂圓半徑 分錐角 頂錐角 在不同的平面內(nèi)繪制出如圖 3 5 的草圖 7 2 根據(jù)齒寬 b 的尺寸參數(shù)創(chuàng)建一平面 利用方法 編輯 曲線 修剪 完 成最后齒形輪廓 如圖 3 6 3 利用方法 插入 掃掠 掃掠 令線 1 2 3 為截面線串 線 4 為引導(dǎo)線 串 創(chuàng)建出一個(gè)齒的外形 如圖 3 7 4 繞圖 3 6 中 1 線作為環(huán)繞軸 截面是在大端平面內(nèi)為當(dāng)量齒輪齒根圓半徑的 一平面 創(chuàng)建出的一個(gè)中間的錐體 如圖 3 8 8 9 5 生成上圖齒將錐體和一個(gè)齒作布爾運(yùn)算和 將創(chuàng)建出來(lái)的一個(gè)齒按所選定的 齒數(shù)作圓周陣列 即而創(chuàng)建出錐齒輪的最初的形狀 如圖 3 9 10 6 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要 經(jīng)添加錐體 創(chuàng)建基準(zhǔn)面 經(jīng)修剪體切除頂錐多余的部 分 以及根據(jù)與軸配合的孔徑尺寸建孔 最后完善的直齒錐齒輪如圖 3 10 3 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 系統(tǒng)名稱為 GBGEAR 即國(guó)標(biāo)齒輪的意思 工程下包含 STDAFX 和 GBGEAR 兩個(gè)頭文件 其包含文件再包含系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)包含文件及資源 具體結(jié)構(gòu)如圖 3 1 所示 11 文件結(jié)構(gòu)如圖 3 2 所示 12 13 4 關(guān) 鍵 功 能 實(shí) 現(xiàn) 4 1 齒輪參數(shù)化建模過(guò)程 1 建立各參數(shù) 2 在關(guān)系中加入運(yùn)算齒根圓等四個(gè)圓半徑的公式 14 3 草繪四個(gè)圓 并加入關(guān)系 4 加入計(jì)算漸開線偏移角的關(guān)系 計(jì)算偏移角是為了使?jié)u開線最終圍成的齒位于正中間 再加入位于齒隙正中的參考 平面后 可便于裝配時(shí)定位 以達(dá)到良好的仿真效果 并減少干涉 5 加入基于圓柱坐標(biāo)系的漸開線 再鏡像 15 方程 6 拉伸齒根圓 厚度為 b 7 繪制齒形草繪 并加入關(guān)系 16 8 加入?yún)⒖计矫?并加入關(guān)系 該參考平面用于裝配時(shí)定位初始角度 設(shè)計(jì)的圓錐 齒輪如下圖所示 17 4 2 程序關(guān)鍵功能實(shí)現(xiàn) 4 2 1 主程序進(jìn)入流程 由于 Pro Toolkit 應(yīng)用程序工作模式有兩種 同步模式 Synchronous mode 和異步模式 Asynchronous mode 而同步模式又包含兩種模式 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)模 DLL 和多進(jìn)程模式 Multiprocess mode 我們這次是針對(duì)同步模式中的 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)模式 DLL 簡(jiǎn)單地說(shuō) 就是 Solidworks 通過(guò) protk dat 文件尋找 dll 和 text 的目錄 然后通 過(guò) dll 中的 user initialize 函數(shù)進(jìn)入二次開發(fā)程序 其中 text 目錄用于供程序讀取菜 單欄 通知信息等文字?jǐn)?shù)據(jù) 主程序進(jìn)入函數(shù)流程如圖 4 8 18 步模式 Asynchronous mode 而同步模式又包含兩種模式 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)模 式 DLL 和多進(jìn)程模式 Multiprocess mode 我們這次是針對(duì)同步模式中的動(dòng) 態(tài)鏈接庫(kù)模式 DLL 簡(jiǎn)單地說(shuō) 就是 Solidworks 通過(guò) protk dat 文件尋找 dll 和 text 的目錄 然后通 過(guò) dll 中的 user initialize 函數(shù)進(jìn)入二次開發(fā)程序 其中 text 目錄用于供程序讀取菜 單欄 通知信息等文字?jǐn)?shù)據(jù) 主程序進(jìn)入函數(shù)流程如圖 4 8 命令傳入狀態(tài)函數(shù)源代碼 19 在命令處理事件添加函數(shù) ProCmdActionAdd 中調(diào)用了 CyGear 函數(shù) 將函數(shù)加 載至工具欄按鈕 CyGear 函數(shù) CYGEAR 函數(shù)中創(chuàng)建了一個(gè) DLGGEAR 對(duì)象 該對(duì)象由 DLGGEAR CPP 及 DLGGEAR H 支持 用于顯示對(duì)話框 及完成相關(guān)命令 4 2 2 對(duì)話框與具體實(shí)現(xiàn)方法 在資源文件 GBGear rc 中 新建了一個(gè) IDD DIALOG1 對(duì)話框資源 并添加控 件 布局如圖 20 為對(duì)話框添加類 DlgGear 在 DlgGear h 頭文件中 可以找到枚舉型 IDD 變量 即為引用了對(duì)話框資源 21 4 2 3 建立模型方法 在按鈕中加入 OnBnClicked 函數(shù)處理按下事件 建立模型 SetGear 為一個(gè)自定函數(shù) 傳入 ProMdl 類型的形參 在函數(shù)內(nèi)將該模型參數(shù)設(shè) 置為全局變量中定義的各參數(shù)值 并再生模型 激活窗口 下面為 SetGear 函數(shù)流程圖 22 其關(guān)鍵函數(shù)只有 ProObjectwindowCreate 和 ProWindowActivate 但因?yàn)榍罢咝?要傳 入模型名字與類型的形參 所以在其前加入 ProMdlNameGet 和 ProMdlTypeGet 函數(shù) 4 2 4 讀取模型參數(shù)方法 作為一個(gè)齒輪生成系統(tǒng) 如果生成的齒輪不能通過(guò)該系統(tǒng)修改 實(shí)在是件糟糕 的事 如果修改后 丟失了其他特征 例如孔 鍵槽 凸臺(tái)等 則修改也失去意 義 所以 我們?yōu)橄到y(tǒng)加入了讀取模型參數(shù)的方法 將數(shù)據(jù)讀取后反應(yīng)至對(duì)話框上 的控件 讓對(duì)話框和建立該齒輪時(shí)的狀態(tài)相同 便于用戶更改 下面是讀取模型參數(shù)的流程圖 23 值得一提的是 Pro Toolkit 開發(fā)的程序是需要解鎖的 否則只能在開發(fā)該程序的計(jì) 算機(jī)運(yùn)行 解鎖過(guò)程在官方文檔中敘述相當(dāng)詳細(xì) 在此不再贅述 24 5 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)的題目是圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)查找各類資料和參考 文獻(xiàn) 到今天總算完成了 通過(guò)本次設(shè)計(jì) 再次提出了利用繪圖軟件的水平 并吸 收了大量的經(jīng)驗(yàn) 總結(jié)出以下幾點(diǎn) 關(guān)于圖紙的繪制方面 當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出 不考慮圖紙尺寸不合適的 基于零件圖 裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的 因?yàn)?AutoCAD 繪圖效果不好 也會(huì)引起的尺寸誤差 和甚至出現(xiàn)欠定義大小 因此 必 須通過(guò)在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測(cè)量 進(jìn)行修改 直到符合要求 該工具是方便的輸 入數(shù)據(jù)映射 通過(guò)選擇部分的類型 標(biāo)準(zhǔn)件 可以生成 但有時(shí)需要在工具集使用 部分可能找不到 所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變 其他部分而不是通過(guò)修改或滿足要求 增加組件的使用 地圖應(yīng)該是靈活的 解決問(wèn)題的方法總比問(wèn)題多 當(dāng)一個(gè)方法不 能正常映射 試試另一種方法 它不僅可以完成零件的生產(chǎn) 而且還可以開發(fā)映射 一個(gè)更好的主意 并打破了新思想的規(guī)則 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令 如鏡像 陣列 能省則省 在裝配過(guò)沉 重 曾給了我一個(gè)很大的障礙 是要花很多時(shí)間去找出為什么 在一個(gè)活躍的子組 件 雖然活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干擾 可以設(shè)置該復(fù)合物的活動(dòng)范圍 如先進(jìn)的范圍內(nèi) 和角度范圍 即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體 不能設(shè)置 因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi) 在父組件將被視為完全定義的組件模型 它將沖突分總成 將無(wú)法完成裝配 看地 圖是最重要的任務(wù)是理解零件圖 圖表工具 沒有工具是沒有法律的零件圖 所以 不要急著寫 想通過(guò)零件的結(jié)構(gòu) 并認(rèn)為通過(guò)線圖 這是重中之重 映射 部分建 模 一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析 找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn) 擺脫所有的形狀特點(diǎn) 它們之間的連接相對(duì)位置 表面 然后按主次特征造型的關(guān)系 按一定的順序 一 個(gè)復(fù)雜的部分 有許多簡(jiǎn)單的功能 通過(guò)切除或重疊相交 可理解性和實(shí)體模型 特別是在二維圖紙 我們只能看到元器件的布局 并用虛線給說(shuō)的內(nèi)部特征 除了 部分的相貫線 這條線各特征在路口出現(xiàn) 在選秀過(guò)程中零件 必須選擇第一個(gè)草 圖平面 這是非常重要的 決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令 使用簡(jiǎn)單的說(shuō) 一個(gè)圓 柱形圍成一個(gè)圈 然后繪制 也可以作為一個(gè)長(zhǎng)方體旋轉(zhuǎn) 雖然他們的結(jié)果都是一 樣的 但草圖平面和命令的使用 如果我們想要一個(gè)軸 那么我們應(yīng)該選擇第二個(gè) 方法以及 25 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件 用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令 許多零部件都是對(duì)稱 的 所以為了節(jié)省時(shí)間 提高效率 通常用于指揮鏡特性 一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下 4 個(gè)方面 一組視圖 一組視圖 包括視圖 剖面 斷面 局部視圖 是正確的 完整的 對(duì) 各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚 尺寸 尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求 表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成 如表面粗糙度 尺寸公差 形位公差 材料和熱處理的方法和指標(biāo) 標(biāo)題欄 注明產(chǎn)品名稱 材料 數(shù)量 拉伸比和拉伸 等 單擊 新建 圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng) Solidworks 文件 對(duì)話框中 單擊 選項(xiàng) 對(duì)話框中的組件 你可以進(jìn)入裝配工作模式 進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作 26 總 結(jié) 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟 不僅復(fù) 習(xí)所學(xué)的知識(shí) 而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙 設(shè)計(jì) 會(huì)遇到不清楚的作業(yè) 老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo) 確保設(shè)計(jì)進(jìn)度 本 文所設(shè)計(jì)的是圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)的設(shè)計(jì) 通過(guò)初期的定題 查資料和開始正 式做畢設(shè) 讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性 從而讓我更加深刻地體會(huì)到做 一門學(xué)問(wèn)不易 需要不斷鉆研 不斷進(jìn)取才可能做的好 總之 本設(shè)計(jì)完成了老師 和同學(xué)的幫助下 在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué) 是大家的幫助才使 我的論文得以通過(guò) 27 致 謝 在導(dǎo)師 XXX 教授的大力幫助與支持下 我的畢業(yè)論文得以完成 老師對(duì)于事 業(yè)的熱情 學(xué)術(shù)上的嚴(yán)謹(jǐn)以及細(xì)節(jié)里的嚴(yán)格讓本人受益匪淺 在相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題的 討論中 XXX 總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我 幫助著我 每周一次的進(jìn)度檢查和問(wèn)題討 論 促使我在正確的道路上大步前進(jìn) 不僅工作的按時(shí)保質(zhì)保量的完成得到了保證 我本人的研究能力 工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高 這些寶貴的品質(zhì)影響 著我 毫無(wú)疑問(wèn) 它們對(duì)我以后的工作 學(xué)習(xí) 生活都會(huì)起到深遠(yuǎn)而長(zhǎng)久的良好影 響 也能為人生打下一個(gè)夯實(shí)地基礎(chǔ) 在此致以李劍鋒教授我的深切感激和真摯感 謝 在具體的研究設(shè)計(jì)過(guò)程中 XXX 老師 XXX 老師 XXX 同學(xué) XX 同學(xué) XXX 同學(xué) XXX 同學(xué)也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無(wú)私與周到的幫助 充分用 他們的工作熱情感染著我 鼓勵(lì)著我 讓我少走了很多彎路 再次一并致謝 另外也感謝我的父母 朋友和同學(xué)們的幫助 在做設(shè)計(jì)感覺受挫 枯燥與迷茫 時(shí) 是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?鼓勵(lì)我不要?dú)怵H 勇敢面對(duì) 每周一次和父母 的通話 與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松 斗志倍增 以飽滿的熱情重新投 入到工作中去 感謝他們 正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè) 設(shè)計(jì) 最后 感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在大學(xué)學(xué)習(xí)生活三年以及參加這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會(huì) 它使我深刻認(rèn)識(shí)到在知識(shí)的汪洋大海面前我是多么無(wú)知和 微不足道 這是一個(gè)最好的時(shí)代 也是尊重知識(shí) 充分學(xué)習(xí)知識(shí) 掌握知識(shí)的時(shí)代 只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí) 才不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中落后于別人 也才能用自己的真 才實(shí)學(xué)為社會(huì)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn) 知識(shí)是無(wú)止境的 無(wú)價(jià)的 我愿在求真的道路 上下而求索 28 參考文獻(xiàn) 1 李利編著 圓錐齒輪技術(shù)及其應(yīng)用 北京 電子工業(yè)出版社 2000 2 黃新著 邵遠(yuǎn)編著 圓錐齒輪的原理及應(yīng)用 北京 高等教育出版社 1996 3 譚勇著 實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 12 4 李寶仁著 氣動(dòng)技術(shù) 低成本綜合自動(dòng)化 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 9 5 宋學(xué)義著 圓錐齒輪速查手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 3 6 陳奎生著 圓錐齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)的設(shè)計(jì) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2008 5 7 SMC 中國(guó) 有限公司 圓錐齒輪實(shí)用技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 10 8 徐文燦著 圓錐齒輪系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 9 曾孔庚 圓錐齒輪的發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇 10 高微 楊中平 趙榮飛等 圓錐齒輪臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2006 1 11 孫兵 趙斌 施永輝 圓錐齒輪的研制 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 12 馬光 申桂英 工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 2002 年 13 李如松 圓錐齒輪的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 1994 年第 4 期 14 李明 單臂回轉(zhuǎn)式移動(dòng)圓錐齒輪設(shè)計(jì) 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