基于UG齒輪參數(shù)化建模

1、海軍航空工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 前言1.1 齒輪設(shè)計(jì)的概述齒輪是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要傳動(dòng)零件，它的性能質(zhì)量直接影響整體機(jī)械的運(yùn)行性能質(zhì)量。齒輪傳動(dòng)作為重要的機(jī)械傳動(dòng)形式，具有瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)效率高、傳遞功率范圍廣、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但是在齒輪嚙合傳動(dòng)過程中，對(duì)齒輪的齒廓設(shè)計(jì)、制造精度有很高的要求，否則將會(huì)引起傳動(dòng)過程中的振動(dòng)、噪聲，使得傳動(dòng)不穩(wěn)定，降低傳動(dòng)質(zhì)量。齒輪的通用設(shè)計(jì)方法是對(duì)其傳遞的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析計(jì)算，然后按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，而對(duì)嚙合齒所受的應(yīng)力分布狀態(tài)則使用ADAMS、ANSYS等有限元分析軟件進(jìn)行受力分析，而這些都需要精確的齒輪三維數(shù)字模型。齒輪設(shè)計(jì)可

2、分為齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般應(yīng)首先選擇材料和熱處理方法,然后按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算中心距,再根據(jù)中心距確定模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等參數(shù)。設(shè)計(jì)過程中需要從有關(guān)的工程手冊(cè)或設(shè)計(jì)規(guī)范中查找各種系數(shù)或數(shù)據(jù),并套用經(jīng)驗(yàn)公式。為了在UG進(jìn)程中高效、快速處理,可以將數(shù)表、線圖程序化, 建立起圖形幾何尺寸與尺寸數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，具備由于幾何尺寸變化而使圖形變換的尺寸驅(qū)動(dòng)功能，編程實(shí)現(xiàn)齒輪參數(shù)的自動(dòng)計(jì)算和數(shù)據(jù)輸出。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常先按齒輪的直徑大小,選定合適的結(jié)構(gòu)形式,還要確定齒輪與軸的聯(lián)接形式,最后根據(jù)具體參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往利用三維造型軟件進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)。因此，齒輪的三維建模是齒

3、輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要問題，如何提高設(shè)計(jì)效率和保證設(shè)計(jì)精度，一直是當(dāng)前三維實(shí)體設(shè)計(jì)和虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)所在。而參數(shù)化設(shè)計(jì)這一技術(shù)恰恰迎合了這種需求，避免了重復(fù)勞動(dòng)和資源的浪費(fèi)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)，能夠提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，使設(shè)計(jì)人員從繁重的計(jì)算與繪圖中解放出來，將主要精力放到創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)工作中去。1.2 UG軟件及齒輪模塊開發(fā)的簡(jiǎn)介一 UG軟件的概述Unigraphics NX （簡(jiǎn)稱UG）軟件是目前應(yīng)用最為廣泛的大型 CAD/ CAE/CAM集成化軟件之一 ,其內(nèi)容涵蓋設(shè)計(jì)、分析、加工、管理等各個(gè)領(lǐng)域 ,它除了為用戶提供零件建模、裝配、有限元分析

4、、數(shù)控加工編程等通用模塊 ,還提供了各種專用、模塊 ,如工業(yè)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)加工、鈑金設(shè)計(jì)加工、管路設(shè)計(jì)等。UG NX同樣支持用戶進(jìn)行二次開發(fā),根據(jù)特定的需求 ,創(chuàng)建出用戶定制的、專用的 UG功能模塊,給用戶的使用帶來極大的方便 ,滿足用戶個(gè)性化的需要。UG/ OPEN API是U G軟件包中的一個(gè)模塊，是用戶最常用的二次開發(fā)工具，作為U G與外部應(yīng)用程序之間的接口 ,UG/ OPEN API是一系列函數(shù)的集合。利用該語言開發(fā)的程序，可以直接完成與UG的各種交互操作，與UG系統(tǒng)集成。在這些二次開發(fā)模塊的輔助下，UG NX的參數(shù)化能力變得更為強(qiáng)大。 主要應(yīng)用于同類零件編程、特有的幾何功能、計(jì)算和分

5、析、繪圖、零件標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)訪問等方面。通過 UG/ OPEN API編程 ,用戶幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)所有的 Unigraphics功能 ,開發(fā)者可以通過用 Visual C+ 編程來調(diào)用這些函數(shù) ,從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)用戶化的需要。二 齒輪模塊開發(fā)的簡(jiǎn)介利用 UG/ OPEN API開發(fā) UG環(huán)境下齒輪自動(dòng)生成模塊 ,用戶只要通過接口界面輸入齒輪的關(guān)鍵參數(shù) ,如模數(shù)m 及齒數(shù) z 等 ,即可生成精確的齒輪模型，建立的模型是在現(xiàn)代 CAPP/ DFA/ DFM系統(tǒng)中對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行后續(xù)開發(fā)及研究 ,如虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)仿真、 有限元分析及數(shù)控加工編程的基礎(chǔ)。齒輪模塊的開發(fā)包括 2 部分:齒輪模板的建立和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)

6、。齒輪模板是基礎(chǔ) ,采用基于關(guān)鍵參數(shù)驅(qū)動(dòng)的參數(shù)化、 變量化相關(guān)性三維建模技術(shù) ,建立齒輪的部件模型 ,部件模型能隨著參數(shù)/變量的變化而變化 ,提取關(guān)鍵參數(shù)/變量 ,創(chuàng)建齒輪部件族模板。應(yīng)用程序是實(shí)現(xiàn)手段 ,其設(shè)計(jì)包括 3 個(gè)方面:用戶菜單設(shè)計(jì)、 接口界面設(shè)計(jì)及 API應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。用戶通過用戶菜單 ,調(diào)用齒輪自動(dòng)生成模塊。通過接口界面輸入關(guān)鍵參數(shù) ,與 API應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)交互。API應(yīng)用程序訪問齒輪模板 ,根據(jù)用戶輸入的參數(shù) ,創(chuàng)建該部件族模板的不同實(shí)例 ,從而獲得用戶所要求參數(shù)的齒輪模型。這樣即實(shí)現(xiàn)了功能 ,又簡(jiǎn)化了編程。1.3 論文目的和設(shè)計(jì)思路一 論文的目的齒輪的類型很多，在產(chǎn)品的建模過

7、程中經(jīng)常遇到各種標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)造型，傳統(tǒng)的造型方法都只是幾何圖素的簡(jiǎn)單疊加，不具備由于幾何尺寸變化而使圖形變換的尺寸驅(qū)動(dòng)功能。設(shè)計(jì)人員只能花費(fèi)時(shí)間去自己動(dòng)手一步一步建模，這種簡(jiǎn)單的重復(fù)的工作嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)效率。鑒于漸開線的圓柱齒輪的廣泛應(yīng)用，本文利用U G/ OPEN API 語言開發(fā)零件庫的功能，開發(fā)用戶常用的零件庫，實(shí)現(xiàn)齒輪參數(shù)化。設(shè)計(jì)者只要通過接口界面輸入自己所需要的齒輪的基本參數(shù) ，即可生成精確的齒輪三維模型，大大提高了建模速度和精度，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)用戶化的需要。并且建立了產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) Access的齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,以便于集成環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理 ,因而具有一定的現(xiàn)實(shí)意

8、義。二 設(shè)計(jì)方法和思路首先建立齒輪模塊，然后利用 UG/ OPEN API對(duì) UG進(jìn)行二次開發(fā) ,實(shí)現(xiàn)漸開線圓柱齒輪尺寸驅(qū)動(dòng)建模 ,當(dāng)零件尺寸參數(shù)發(fā)生變化時(shí) ,設(shè)計(jì)人員通過調(diào)用自定義菜單和對(duì)話框?qū)崿F(xiàn)特征參數(shù)的重新輸入 ,保存為數(shù)據(jù)文件 ,驅(qū)動(dòng) UG重構(gòu)三維模型并生成相應(yīng)的工程圖。同時(shí)建立以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、 特征參數(shù)為中心的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) ,該系統(tǒng)既可以通過人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)管理與維護(hù) ,又可與齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)形成的數(shù)據(jù)文件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。創(chuàng)建齒輪模板用部件族電子表格創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件設(shè)置UG環(huán)境開發(fā)變量用Access創(chuàng)建產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫用Menu Script 創(chuàng)建齒輪模塊用UIStyler創(chuàng)建人機(jī)交互接口界面Visua

9、l C+創(chuàng)建動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL文件用Visual C+創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫管理程序數(shù)據(jù)文件與數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 圖 1 整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)流程系統(tǒng)整個(gè)開發(fā)流程如圖 1 所示。首先利用 UG NX創(chuàng)建漸開線圓柱齒輪模板 ，針對(duì)齒輪分別創(chuàng)建完全參數(shù)化的三維造型。然后提取特征參數(shù)創(chuàng)建部件族 Excel電子表格。后面的工作沿兩條主線進(jìn)行，一方面設(shè)置 UG開發(fā)環(huán)境變量 ，用 Menu Script 創(chuàng)建用戶化齒輪模塊菜單 ,然后用 UIStyler創(chuàng)建人機(jī)交互對(duì)話框，并在此基礎(chǔ)上利用Visual C + + 編寫程序并編譯生成動(dòng)態(tài)鏈接庫 DLL 文件；另一方面利用Access創(chuàng)建基于特征參數(shù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，并利用 Visu

10、al C + + 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫管理程序，實(shí)現(xiàn)對(duì) Access數(shù)據(jù)庫的外部管理；最后實(shí)現(xiàn) Excel電子表格文件與 Access數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換。在UG NX環(huán)境中，通過用戶化菜單和對(duì)話框 ,調(diào)用齒輪所對(duì)應(yīng)的 DLL 文件,再輸入特征參數(shù) ,這不僅可以創(chuàng)建齒輪三維造型，還可查詢、改寫、存儲(chǔ)相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。第2章 齒輪模板的建立2.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)建模的簡(jiǎn)介參數(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)。程序開發(fā)的目的是為了節(jié)省建模時(shí)間 ，程序越智能化， 就會(huì)越使設(shè)計(jì)人員盡可能少的參與其中， 效率就越高。UG系統(tǒng)最典型的特點(diǎn)是參數(shù)化 ,在構(gòu)造特征、草圖時(shí) ,系統(tǒng)將自動(dòng)建立

11、相應(yīng)的參數(shù)表達(dá)式。體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)控制模型外 ,還可在尺寸之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式 ,使其保持始終相對(duì)的大小、 位置或約束條件。在零件模式下 ,系統(tǒng)允許建立特征之間的關(guān)系式 ,使得零件中的不同特征產(chǎn)生關(guān)聯(lián) ,此時(shí)創(chuàng)建的參數(shù)關(guān)系式成為零件關(guān)系式。這樣 ,當(dāng)建好一個(gè)特定的零件后 ,使用表達(dá)式編輯其參數(shù) ,就可得到具有相同或相似拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的零件族。 參數(shù)化設(shè)計(jì)模型是以約束來表達(dá)產(chǎn)品模型的形狀特征 ,以一組參數(shù)來控制設(shè)計(jì)結(jié)果 ,從而能通過變換一組參數(shù)值 ,方便地創(chuàng)建一系列形狀相似的零件。參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本手段有程序驅(qū)動(dòng)與尺寸驅(qū)動(dòng)。程序驅(qū)動(dòng)法是通過分析圖形幾何模型的特點(diǎn),確定模型的主參數(shù)以及各尺寸間的數(shù)學(xué)

12、關(guān)系 ,將這種關(guān)系輸入程序中 ,進(jìn)而在零件設(shè)計(jì)時(shí)只需輸入幾個(gè)參數(shù)即可生成所要求的模型。尺寸驅(qū)動(dòng)是對(duì)程序驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展 ,它的基本思想是由應(yīng)用程序生成所涉及的基圖 ,該圖的尺寸有一系列的標(biāo)識(shí),這些尺寸由用戶在編程時(shí)輸入或交互式輸入 ,從而生成用戶的模型。參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有二: 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能為初始產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 產(chǎn)品建模和修改系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了有效的手段; 參數(shù)化設(shè)計(jì)可以滿足設(shè)計(jì)具有相同或相近幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工程系列產(chǎn)品及相關(guān)工藝裝備的需要。整個(gè)建模過程可以分為：（1）利用表達(dá)式建立關(guān)于漸開線直齒圓柱齒輪相關(guān)尺寸參數(shù)的表達(dá)式；（2）使用曲線功能中規(guī)律曲線 ,利用已建立的表達(dá)

13、式繪出漸開線曲線；（3）在草圖模式下繪制出齒輪的基本曲線（基圓、齒根圓和齒頂圓）以及一些輔助線 ,并建立相關(guān)約束；（4）利用前兩步產(chǎn)生的曲線和輔助線,通過鏡像曲線、拉伸等操作建立單個(gè)輪齒；（5）使用圓形陣列等操作完成齒輪的建模。2.2 齒輪輪廓線的生成漸開線齒輪的齒數(shù)決定了齒根圓半徑和基圓半徑大小關(guān)系，進(jìn)而影響齒廓線的形狀。例如在漸開線齒輪壓力角為20 度。齒頂高系數(shù)h為1,頂隙系數(shù)c為 0.25情況下。當(dāng)齒數(shù)大于等于42時(shí)，齒根圓半徑大于基圓半徑 ,齒廓曲線完全是漸開線 當(dāng)漸開線齒輪齒數(shù)小于42時(shí)，齒根圓半徑小于基圓半徑 ,齒根圓和基圓之間是一段漸開線的近似曲線。本文中以小齒輪為例簡(jiǎn)述建模過

14、程，要確定漸開線直齒圓柱齒輪的三維模型需要六個(gè)基本參數(shù) ,分別是齒數(shù) z、模數(shù)m 、壓力角、齒輪厚度h 、齒頂高系數(shù)h、頂隙系數(shù)c 。利用這幾個(gè)基本參數(shù)計(jì)算出齒輪的各個(gè)部分幾何特征參數(shù)。啟動(dòng)UG，進(jìn)入主界面。單擊菜單欄中的【新建】命令，選擇毫米作為單位，新建名為“gear1-prt”零件文件。打開【建模】用戶界面，選擇【工具】菜單欄中【表達(dá)式】菜單命令, 彈出【列出表達(dá)式】對(duì)話框, 如圖2所示依次在【名稱】欄中輸入?yún)?shù)符號(hào),在【公式】欄中依次輸入?yún)?shù)的初值，單擊。 z = 45 / 齒數(shù) m = 3 / 模數(shù)a = 20 / 壓力角 h = 1 / 齒頂高系數(shù)c = 0.25 / 頂隙系數(shù) x

15、 = 0 / 變位系數(shù)H_root = 1.25*(1+x)*m / 齒根高H_top =（1+x）*m / 齒頂高h(yuǎn) = m*pi()/2+2*m*x*tan(s) / 齒輪厚度D = m*z / 分度圓直徑 Db = m*z*cos(a) / 基圓直徑D_root = D-2*H_root / 齒根圓直徑D_top = D+2*H_top / 齒頂圓直徑t = 0 / UG系統(tǒng)默認(rèn)變量，0 t MoveFirst();while(!m_pSet-IsEOF()m_pSet-Delete();m_pSet-MoveNext();for(int z=17;z=120;z+)for(float

16、m=0.5f;m=10.0;)for(int h=1;h=150;h+)for(int B=-45;B=45;B+)for(float ha=1;ha=0.8;h=h-0.2) for(int c=0.25;cAddNew(); m_pSet-m_column1=z; m_pSet-m_column2=m; m_pSet-m_column3=h; m_pSet-m_column4=B; m_pSet-m_column5=ha; m_pSet-m_column6=c; m_pSet-Update(); b+=0.5;單擊菜單欄下的命令，進(jìn)入U(xiǎn)G Interface UIStyler環(huán)境，利用 U

17、G NX提供的標(biāo)記、線串、按鈕創(chuàng)建創(chuàng)建自定義人機(jī)交互接口對(duì)話框,如圖30所示。 圖 30 人機(jī)交互接口對(duì)話框此對(duì)話框作為接口界面 ,實(shí)現(xiàn)用戶與 API應(yīng)用程序的交互。用戶可以通過它輸入數(shù)據(jù) ,執(zhí)行操作 ,應(yīng)用程序通過回調(diào)函數(shù)來響應(yīng)用戶事件。產(chǎn)生的對(duì)話框可以在 MenuScript 文件中被調(diào)用,從而將用戶程序與 U G完全融合。a.在 Unigraphics Gateway 狀態(tài) ,選擇 Application User Interface Styler 命令,進(jìn)入 UIStyler。b.利用 UIStyler提供的控件創(chuàng)建齒輪軸對(duì)話框 ,要求用戶輸入的參數(shù)由其零件族電子表格參數(shù)確定。c.將齒

18、輪對(duì)話框文件(*. dlg文件)保存至F: spurgear application文件夾中，對(duì)話框保存時(shí)生成 3 個(gè)文件。UIStyler 針對(duì)每一個(gè)*. dlg 文件(對(duì)話框圖形界面的文件)自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的*. h 文件(對(duì)話框 C語言的頭文件)和*temple .c 文件(C語言的模板文件) ,自動(dòng)保存至 F: spurgear application文件夾中。將齒輪對(duì)話框文件保存為gear1. dlg ,則 UIStyler 同時(shí)自動(dòng)保存 gear1. h 和 gear1temple .c文件。用戶在編程時(shí) ,可以通過修改*temple .c文件 ,添加代碼(主要是編寫回調(diào)函數(shù))來實(shí)現(xiàn)用

19、戶功能。3.4 創(chuàng)建動(dòng)態(tài)鏈接庫文件動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)文件適用于對(duì) UG/ OPEN API的內(nèi)部模式調(diào)用 ,程序只能在 Unigraphics的界面環(huán)境下運(yùn)行。程序API程序設(shè)計(jì)在 Visual C + +中進(jìn)行的，齒輪對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件(gear1. dll)創(chuàng)建過程如下:創(chuàng)建 Win32 DynamicLink Library 工程，命名為 gear1. dsw；設(shè)置工程環(huán)境；在gear1. dsw 的 Source Flies中添加gear1template. cpp(由 gear1template. c 文件改名) , Header Files 中添加文件gear1. h；編輯 *

20、temple. cpp 文件,將 # include 修改為 # include “gear1. h”，根據(jù)程序功能要求創(chuàng)建及修改回調(diào)函數(shù)；編譯鏈接生成*. dll 文件，保存在F: spurgear startup文件夾下?；卣{(diào)函數(shù) CHILUN-create-cb()響應(yīng)單擊生成齒輪按鈕事件 ,修改代碼如下:int CHILUNcreatecb ( int dialogid ,void *clientdata ,UFSTYL ERitemvaluetypept callbackdata)/ /定義變量char instanceckckck ckckckckcklycount；tagt pa

21、rttag ,partinst ,familyinst；UFPARTloadstatust errorstatus；UFFAMmemberdatat newdata ；UFSTYL ERitemvaluetypet item30 ；/ /設(shè)置齒輪模板文件路徑char enginefilename 255 =” f: ug *sample ugapi prtfile chilun. prt” ；if ( UFinitialize () ! = 0)return ( UFUICBCONTINUEDIALOG )；/ * - - - - Enter your callback code here -

22、 - - - -* / /打開模板文件UFPARTopenquiet ( enginefilename , &parttag , &errorstatus) ；/ /獲得零件族的標(biāo)識(shí)UFPARTaskfamilies (parttag , &familycount , &familytag) ；/ /提取對(duì)話框中的數(shù)據(jù) ,生成零件族實(shí)例UFFAMaskmemberrowdata ( * familytag ,0 , &new data)；newdata. values = (char * * ) malloc (500) ；item 0 . itemid = CHILUNNAME；item 0

23、 . itemattr = UFSTYL ERVALUE；UFSTYL ERaskvalue (dialogid , &item0)；item1 . itemid = CHILUNM；item1 . itemattr = UF STYL ERVALUE；UFSTYL ERaskvalue (dialogid , &item1)；item2 . itemid = CHILUNZ；item2 . itemattr = UF STYL ERVALUE；UFSTYL ERaskvalue (dialogid , &item2) ；for ( i = 0 ；i 3 ；i + + )newdata. va

24、lues i = (char * ) malloc (30)；for ( i = 0 ；i 3 ；i + + )strcpy(newdata. values i ,item i . value. string)；UFFAMaddmember ( * familytag , &newdata , &familycount)；UFPARTcreatefamilyinstance ( * familytag , familycount ,&partinst , &familyinst) ；UFPARTaskpartname (partinst ,instance) ；parttag = UFPART

25、askparttag(instance) ；UFPARTsetdisplaypart (parttag) ；UFterminate () ；return (UFUICBCONTINUEDIALOG) ；3.5 齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)在利用 Access建立齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)庫時(shí) ,直齒圓柱齒輪將對(duì)應(yīng)一個(gè)表 ,表中每個(gè)字段對(duì)應(yīng)齒輪的一個(gè)主要參數(shù)。在對(duì)每張數(shù)據(jù)表建立查詢和窗體后 ,就可在 Access運(yùn)行界面下方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。為方便用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫的外部管理 ,可用 VC + +編程創(chuàng)建應(yīng)用程序。首先利用 ODBC技術(shù)連接數(shù)據(jù)源 ,即連接至齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)庫 ,然后創(chuàng)建人機(jī)接口界面 ,最后修改控件按鈕程序即

26、可。在針對(duì)齒輪建表時(shí) ,應(yīng)使表中字段與該齒輪模板部件族電子表格字段一一對(duì)應(yīng)。這樣當(dāng)某種齒輪模板部件族電子表格文件內(nèi)容發(fā)生了變化 ,可以用 Access打開齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)庫 ,利用下拉菜單文件 獲取外部數(shù)據(jù) 導(dǎo)入 ,選擇某種齒輪模板部件族電子表格文件 ,即可將其轉(zhuǎn)化為 Access表 ,并覆蓋數(shù)據(jù)庫中原有的同名表格。由于字段名沒有變化 ,原來設(shè)置好的查詢和窗體等功能可以繼續(xù)使用 ,因而在數(shù)據(jù)庫中可對(duì)該表進(jìn)行直接操作 ,也可利用 VC+ 應(yīng)用程序?qū)υ摫頂?shù)據(jù)進(jìn)行外部管理。從而實(shí)現(xiàn)了 UG建立的部件族電子表格文件與產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換 ,簡(jiǎn)單易用 ,避免了復(fù)雜的編程。第4章 總 結(jié)4.1設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及斜

27、齒輪的延伸在給出的實(shí)例中 ,用戶通過輸入模數(shù)和齒數(shù)的值 ,來實(shí)現(xiàn)漸開線圓柱直齒輪的生成 ,可以增加壓力角、 變位系數(shù)、 齒厚等參數(shù)來滿足用戶的實(shí)際需要?；?UG的直齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的是模塊化設(shè)計(jì)方法 ,可以采用相似的方法實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) ,將原系統(tǒng)擴(kuò)展為通用齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。由于通過修改用戶化菜單文件可以分別調(diào)用各種類型齒輪的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件 ,所以系統(tǒng)的擴(kuò)展較易識(shí)別。對(duì)于斜齒來說,齒輪模板是不同的,其輪齒部分不能通過方式 ,而應(yīng)使用方式來創(chuàng)建。掃掠截面線即直齒齒廓,是一螺旋曲線 ,而只要保證掃掠引導(dǎo)線為螺旋曲線 ,即可建立全參數(shù)化的斜齒模板。具體操作如下所示：選

28、取【插入】工具欄【曲線】目錄下的【螺旋線】命令，彈出如圖31所示對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)，螺旋線的參數(shù)化表達(dá)式：L=pi()*D_root*tan(B)，式中：B為螺旋角；D_root為齒根圓直徑；L為螺距，單擊,就會(huì)生成如下圖32所示的螺旋線。 圖 31 “螺旋線”對(duì)話框 圖 32 生成螺旋線選取【插入】菜單下命令中的【沿延伸線掃掠】功能，以如下圖33所示齒輪齒廓為掃掠截面線，以剛剛生成的螺旋線為引導(dǎo)線，布爾運(yùn)算【求差】，就會(huì)生成單個(gè)齒輪輪廓，再利用菜單欄【插入】中的【實(shí)例特征】中的【環(huán)形陣列】功能就能生成圖34所示的完整齒輪。 圖 33 單個(gè)斜齒的生成 圖 34 陣列結(jié)果效果檢驗(yàn)：進(jìn)入U(xiǎn)G建模模式

29、，打開文件中的gear1.grx文件，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置模數(shù)為4，齒數(shù)為24，齒輪厚度為20的直齒圓柱齒輪，結(jié)果自動(dòng)生成下圖35所示齒輪。圖 35 直齒圓柱齒輪再設(shè)置模數(shù)為3，齒數(shù)為20，螺旋角為12，齒輪厚度為20的斜齒輪，結(jié)果生成圖36所示齒輪。圖 36 斜齒圓柱齒輪我們可以看到自動(dòng)生成兩個(gè)明顯不同的齒輪，這樣就達(dá)到了我們預(yù)期的實(shí)現(xiàn)圓柱齒輪參數(shù)化的目的和要求。4.2主要收獲和經(jīng)驗(yàn)本文以直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模的程序?qū)崿F(xiàn)，研究了基于UG系統(tǒng)環(huán)境下零件庫的開發(fā)方法,使用U G/ OPEN API程序語言編制了實(shí)用的二次開發(fā)程序。實(shí)現(xiàn)了僅輸入齒輪的基本參數(shù)即可快速準(zhǔn)確建模的目標(biāo)，并且進(jìn)一步探討了

30、斜齒輪參數(shù)化的建模過程，在此過程中我們得之直齒圓柱齒輪是斜齒輪的特例（B=0）。本文主要依據(jù)齒輪軸為模板，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化。鑒于齒輪的形式不同，用戶還可以在數(shù)據(jù)庫中增加實(shí)心式和腹板式的模板，并加入圓臺(tái)、鍵槽高度與長(zhǎng)度、圓孔等細(xì)節(jié)特征的參數(shù)來滿足自己的實(shí)際需要。本方法不要復(fù)雜的編程和計(jì)算,又能建立齒廓精度高的齒輪模型 ,使建模過程簡(jiǎn)化，為以后的運(yùn)動(dòng)分析，力學(xué)分析，虛擬裝配等都奠定良好基礎(chǔ)，具有較高的實(shí)用價(jià)值。通過本文可以得出以下結(jié)論：利用U G/ OPEN API程序開發(fā)語言可以方便 、快速的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)零件，為快速建模開辟了新方法； 利用U G/ OPEN API 程序開發(fā)語言可以準(zhǔn)確的開發(fā)復(fù)雜曲面零件設(shè)計(jì)程序 ，為復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)開辟了新的建模方法。 結(jié)束語通過兩個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了導(dǎo)師預(yù)定的目的。在齒輪建模和參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)過程中，我基本掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般流程，機(jī)械設(shè)計(jì)所要注意的事項(xiàng)，使用計(jì)算機(jī)制圖軟件的能力，特別是對(duì)Auto