利用直角坐標系下的漸開線方程生成不同角度u對應的點,由循環確定6個點:For i=1 To 6;x(i)-((r6+(i-1) * f)*Cas(u(i)); Y(i)=(rb+(i-1)*f)*Sin(u(i)),其中f=(ra-rb)/5,齒頂圓半徑ra= ra=(z+2*h十2*e) * m;基圓半徑rb= r*Cos(a*p i/180),用同樣方法確定同側對稱的6個控制點,然后繪制齒根點,用B樣條曲線對這些點進行擬合連接,裁剪掉基圓、齒頂圓、漸開線封閉圖形以外的部分,就得到了光滑的齒廓形狀,如圖2所示。這里得到的只是齒形的一半,可以在基圓上對稱生成另一半漸開線齒廓,這樣,一個完整的齒形草圖就生成了;
(3)形成單個輪齒:根據生成的齒廓草圖,調用路徑掃描函數InsertProtrusionSwepO進行掃描,可以得到完整的單個輪齒如圖3,單個輪齒的設計必須精確,因為這是整個齒輪設計的基礎,也是產品的關鍵部位;
(4)陣列并生成直齒輪:對單個輪齒以齒輪基體特征的掃面軸線進行圓周陣列生成全部輪齒。最后,對齒頂圓和齒根圓進行圓角處理,并調用切除拉伸函數主要是Part.FeatureCut}來生成直齒輪孔等結構。通過以上算法的分析與設計,一個完整的直齒輪就生成了,這里最主要的是漸開線齒廓的算法設計。
3.3編程實現
通過以上的算法分析與設計,根據漸開線與齒根過渡曲線的設計原理,應用Visual Basic程序開發語言,并結合SolidWorks軟件自身提供的API函數,設計用戶交互界面并編制程序實現。
SolidWorks提供了大量的OLE對象用于軟件自身的二次開發,這些OLE對象涵蓋了全部的SolidWorks的數據模型,通過對SolidWorks的OLE對象屬性的設置和對OLE劉象方法的調用,就可以在用戶自己開發的系統中實現與SolidWorks相同的功能。SolidWorks中常用的主要OLE對象有SolidWorks, Mode1Doc,PartDoc,AssemblyDoc,DrawingDoc,Sketch, Dimension等。在程序設計的過程中,充分利用這些對象的強大功能,方便了SolidWorks的二次開發。
由于分度圓壓力角不方便設置,為了便于選擇,在下拉框中提供了常用分度圓壓力角,這樣用戶可以根據需要自行輸人或是從下拉框中選擇適當的角度。齒輪的參數設定后,以VB程序設計語言為基礎,調用SolidWorks的API函數,編程實現齒輪模型的參數化繪制,這樣通過在用戶交互界面中,輸入約束參數進行齒輪造型的設計,設計方便而且所設計的齒輪模型比較精確,也更直觀。
4齒輪參數化設計實例
根據齒廓漸開線和齒根過渡曲線部分的參數化繪制方法,本文以直齒輪的參數化設計方法為例,以VB為開發語言,設計實現了直齒輪的參數輸人界面,并根據輸人的齒輪參數,最終快速繪制出了精確的直齒輪模型。當然可以根據需要,構建自己的零件庫,這樣就可以方便的繪制各種不同類型的零件。這里以直齒輪參數化設計為例,參數設定如下:齒數為20,模數為3,分度圓壓力角20度,齒頂高度為1,頂隙系數設為0.25 ,變位系數為0,拉伸厚度設為10,其它零件構建思想類似。其結果如圖4和圖5所示;
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