用VB二次开发的solidworks渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计.pdf

1、 内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：基于 solidworks 的渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计 学生姓名：李振军 学 号：2002041228 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：机 2002-2 班 指导教师：李 震 老师内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）目 录 摘 要.错误！未定义书签。错误！未定义书签。Abstract.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一章 引 言.1 1.1 SolidWorks软件简介.1 1.1.1功能描述.1 1.2 CAD技术在工程设计中的应用及意义.31.2.1 CAD的作用.3 1.2.2国内外一些流行的软件比较.4 1

2、.3我国CAD技术现状及发展趋势.8 第二章 二次开发平台及语言.10 2.1二次开发的概念.10 2.1.1 概念.10 2.2二次开发的发起.10 2.2.1发起原因.10 2.3 SolidWorks二次开发介绍.102.3.1 怎样开发 SolidWorks.10 2.3.2 选择开发语言.11 2.3.3 开发的基本思路.11第三章 渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计.11 3.1 渐开线的形成及数学建模11 II内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3.1.1 形成原理及建模.12 3.2 二次开发调用函数.13 3.2.1 调用函数的关系13 3.2.2 定义接口函数.13 3.3

3、 参数化数学模型14 3.3.1 驱动参数.14 3.3.2 建模程序.14 第四章 结论.51 参考文献.51 附录 III内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）2.3.3 开发的基本思路 2.3.3 开发的基本思路 1.录制一个简单实体的创建过程，提取“宏”语句。2.再 Visual Basic 6.0 中编辑宏语句，找到接口语句，用来调用 SolidWorks2006的 API。3.运用渐开线函数建立计算关键点的坐标值。4.调用样条曲线命令拟合渐开线，绘制出标准齿形。5.调用拉伸命令，拉出齿轮实体。6.调用阵列命令，得到完整齿形。7.拉伸出凸台。8.切制轴孔和键槽 第三章 圆柱渐开线直

4、齿轮 3D 参数化设计 第三章 圆柱渐开线直齿轮 3D 参数化设计 3.1 渐开线的形成及数学建模 3.1 渐开线的形成及数学建模 3.1.1 渐开线的形成 3.1.1 渐开线的形成 如图所示，当一直线 BK 沿着一圆周做纯滚动时，直线上任意点 K，就是该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，它的半径用 rb 表示，直线 BK 叫做渐开线的发生线；角 k 叫做渐开线 AK 段的展角。渐开线的性质 1.发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。2.渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。换言之，基圆的切线必为渐开线上某点的法线。因为当发生线在基圆上作纯滚动时，它与基圆的切点B是发生线上各点

5、在这一瞬时的速度瞬心，渐开线上 K 点的轨迹可视为以 B 点为圆心，BK 为半径所作的极小圆弧，故 B 点为渐开线上 K 点的曲率中心，BK 为其曲率半径和 K 点的法线，而发生线始终相切于基圆，所以渐开线上任意一点法线必然与基圆相切。3.渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。1内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）4.渐开线的形状只取决于基圆大小。5.基圆内无渐开线。sincoscossinbbbbxrur uuyrur uu=当用直角坐标来表示渐开线时，其方程为：3.2 二次开发调用的函数3.2 二次开发调用的函数 2内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3

6、.2.1 调用函数的关系 3.2.1 调用函数的关系 在调用 solidworks 的过程中，我们只有对各个函数之间的关系和层次分的明了清楚，才能保证正确调用。如上表所示，在编程中可以用作对象参考。3.2.2 定义接口函数 3.2.2 定义接口函数 要调用 solidworks 的 API 其他功能，必须先调用接口对象。一般的在程序里写作：3内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Dim swApp As Object Set swApp=CreateObject(SldWorks.Application)3.3 参数化数学模型 3.3 参数化数学模型 3.3.1 驱动参数 3.3.1 驱动参

7、数 本次设计需要做到全参数化的有，齿数 Z、模数 m、压力角、轴径以及键槽的相关尺寸。3.3.2 建模程序 3.3.2 建模程序 下面我就本次的设计程序附图说明设计过程。在创建模型的过程中，首先，经过在 VB 环境下的数学模型的计算，得出重要数据。并准备好传递给 SolidWorks 数据接口 API，等待调用。1*数据的定义及引用*Dim swApp As Object Dim Part As Object Dim boolstatus As Boolean Dim longstatus As Long 展角度数（弧度）Dim u As Double 基圆直径 Dim Db As Doubl

8、e 齿顶圆直径 Dim Da As Double 模数 Dim m As Double 齿数 Dim Z As Double 分度圆直径 Dim D As Double 4内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）齿根圆直径 Dim Df As Double 周节 Dim zhouj As Double 法节 Dim faj As Double 键槽宽及计算所用参数 Dim b As Double Dim bb As Double Dim t1 As Double Dim DD As Double Dim L As Double Dim b1 As Double 压力角 Dim As Doubl

9、e 齿顶高系数 Dim h As Double 顶隙系数 Dim c As Double 坐标函数点值：x，y Dim x00()As Double Dim y00()As Double Dim x0()As Double 5内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Dim y0()As Double Dim x29()As Double Dim y29()As Double 坐标函数点值：p，q Dim p00()As Double Dim q00()As Double Dim p0()As Double Dim q0()As Double 过渡圆角 Dim As Double pi 的近似值

10、 Dim pi As Double Dim t0 As Double Dim q As Double Dim n As Double Dim o As Double Dim AD As Double Dim hh As Double Dim cc As Double 需要的数据定义完成后，下面就是完成渐开线及齿轮的其他参数相应计算。这里程序中分为输入参数和输出参数，俩大部分。前文已经论述过，创建一个渐开线直齿圆柱齿轮需要三个最基本的参数，模数、齿数、压力角。我国标准齿轮的齿顶高系数及顶隙系数已经固定，这里不做参数化考虑。下面就是有关的几个基本计算的程序：pi=3.14159265358979

11、6内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Z=Val(Combo1.Text)m=Val(Combo2.Text)=Val(Combo3.Text)*pi/180 Z=Val(Combo1.Text)m=Val(Combo2.Text)齿顶高系数 h=1 顶隙系数 c=0.25 齿顶圆直径 Da=m*(Z+2*h)分度圆直径 D=m*Z 基圆直径 Db=m*Z*Cos()齿根圆直径 Df=m*(Z-2*h-2*c)周节 zhouj=pi*m 法节 faj=pi*m*Cos()*输出值*Text1.Text=Str$(D)7内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）Text2.Text=Str$(

12、Df)Text3.Text=Str$(Da)Text4.Text=Str$(Db)Text5.Text=Str$(zhouj)Text6.Text=Str$(faj)*展角度数（弧度）u=Sqr(Val(Da)/Val(Db)2-1)Dim t As Double*有了如上数据的准备，接下来就可以进行渐开线的计算了。首先，通过渐开线的直角坐标方程，联立方程组，可以求出 u 的最大值，也就是齿顶圆上的展角度数。我们知道，在齿数小于等于 41 的时候，齿廓上的渐开线的起点是在基圆上，所以在基圆上的展角度数等于零。本次设计将展角度数 7 等分。下面就是正向渐开线的的计算程序。这里运用循环语句实现计算

13、 For i=1 To 8 If t=u Then 渐开线方程 x0(i)=0.5*Db*Sin(t)-0.5*Db*t*Cos(t)y0(i)=0.5*Db*Cos(t)+0.5*Db*t*Sin(t)p00(i)=-0.5*Db*Sin(t)+0.5*Db*t*Cos(t)q00(i)=0.5*Db*Cos(t)+0.5*Db*t*Sin(t)t=t+g 8内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）p0(i)=p00(i)*Cos(j)+q00(i)*Sin(j)q0(i)=-p00(i)*Sin(j)+q00(i)*Cos(j)End If Next i 在计算出正向渐开线的基础上，利用

14、y 轴的对称关系，可以计算出反向渐开线的坐标点值。如下面的程序：p00(i)=-0.5*Db*Sin(t)+0.5*Db*t*Cos(t)q00(i)=0.5*Db*Cos(t)+0.5*Db*t*Sin(t)t=t+g p0(i)=p00(i)*Cos(j)+q00(i)*Sin(j)q0(i)=-p00(i)*Sin(j)+q00(i)*Cos(j)通过上面俩段程序的计算，渐开线的点值就计算出来了。这里反向渐开线仅仅是跟正向渐开线关于 y 轴对称，从理论上还不能形成齿廓，需要将其旋转一个齿厚所对应的角度。程序如下：Dim s As Double Dim inv As Double Dim

15、sb As Double Dim zj As Double Dim j As Double s=pi*m/2 inv=Tan()-sb=Cos()*(s+m*Z*inv)j=2*sb/Db 9内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）有前面叙述可知 41 齿以下的齿廓曲线由径向线和渐开线组成。径向线的起点为齿根圆的半径终点为基圆的半径。数据如下：xx=0 yy=0.5*(Df-5)Xx1=xx*Cos(j)+yy*Sin(j)Yy1=xx*Sin(j)+yy*Cos(j)可知俩条径向线已经准备完毕。接下来就是 VB 与 SolidWorks 之间的数据传递。SolidWorks 的 API 是完

16、全对外开放的。外部数据想要驱动 SolidWorks 就必须先打开他的数据接口，我们运用的语句是：Set swApp=CreateObject(SldWorks.Application)Set Part=swApp.ActiveDoc 数据接口打开后，程序中的绘图语句就会自动接收数据创建草图模型。本次设计先绘制一个轮齿的草图。主要步骤：1.连接齿顶圆弧劣弧 2.连接径向线与渐开线 3.连接齿根圆优弧 实现语句如下：*样条曲线拟和*Part.SketchSpline 8,0.001*xx,0.001*yy,0 Part.SketchSpline 7,0.001*x0(1),0.001*y0(1),0 Part.SketchSpline 6,0.001*x0(2),0.001*y0(2),0 Part.SketchSpline 5,0.001*x0(3),0.001*y0(3),0 Part.SketchSpline 4,0.001*x0(4),0.001*y0(4),0 Part.SketchSpline 3,0.001*x0(5),0.001*y0(5),0 10内蒙古科技大学毕业设计