基于VB的SolidWorks渐开线齿轮二次开发方法研究

1、机电工程技术年第37卷第11期基于VB的SolidWorks渐开线齿轮二次开发方法研究李丛德，王得胜（河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作454000）摘要：SolidWorks由于其强大的三维设计功能而在工业三维模型设计中有着广泛的应用。根据加工精度要求用等误差直线逼近法计算节点坐标，用样条曲线连接各节点形成渐开线。在SolidWorks中建立准确的渐开线齿轮模型，并用VisualBasic语言编制程序进行二次开发，实现了参数化绘图，提高了三维造型设计的自动化水平。关键词：渐开线齿轮；SolidWorks；VisualBasic；等误差逼近；二次开发中图分类号：TP39172文献标识码：

2、A文章编号：10099492(2008)110023021引言渐开线齿轮在啮合传动中有能保证定传动比传动，能保持啮合齿廓间的正压力方向不变，且传动具有可分性等优点1工、有限元分析的前提，同时也是其二次开发的关键。而准确建模的关键又是绘制准确的渐开线曲线。本文采用等误差直线逼近法来绘制渐开线。，在机械工程中获得了广泛的应用。目前机械行业31渐开线方程描述当一条直线沿着一圆周上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹为渐开线。如图1所示，r0为基圆半径，AK为渐开线齿廓曲线，Ai（xi，yi）是渐开线上的一点，i为展角，中流行很多三维设计软件，如UG、ProE、SolidWorks等，其中SolidWork

3、s软件具有全面的零件实体建模功能，灵活的装配设计和约束检验，能快速生成工程图，同时还有强大的数据转换接口，因此它已经广泛应用于电子、机械、模具、汽车等行业2i为压力角，i为滚动角，iii，渐开线方程为3。：SolidWorks中并没有提供直接生成渐开线齿轮的命令，但它为用户提供了开放的二次开发接口，用户可以根据自身需要对其进行二次开发，以达到在SolidWorks中快速建立三维模型的目的。xir0（siniicosi）yir0（cosiisini）2渐开线齿轮二次开发的基本思路SolidWorks二次开发是利用支持OLE（对象链接与嵌入）和COM（组件对象模型）的编程语言作为开发工具，调用So

4、lidWorksAPI函数，实现与SolidWorks软件相应的功能。为方便用户开发，SolidWorks提供了几百个API函数，用户可以使用VB、VBA、VC、Delphi等高级语言对其调用，以实现预期功能。渐开线齿轮二次开发的基本思路如下：1）在SolidWorks中建立渐开线齿轮三维模型；2）应用VisualBasic编制应用程序；3）将应用程序嵌入SolidWorks中，实现二者的连接；4）进行参数化绘图。3建立渐开线齿轮模型渐开线齿轮的准确建模是齿轮机构动态仿真、数控加收稿日期：20080514图1渐开线等误差直线逼近23制32绘制渐开线机电工程技术年第37卷第11期槽特征，最后圆周

5、阵列齿槽特征得到齿轮的三维实体，用拉伸切除命令可作出孔及键槽。SolidWorks中不能直接绘制出渐开线，故用等误差直线逼近法来绘制出相对较准确的渐开线。等误差直线逼近法是在用直线段逼近实际曲线时，其逼近误差始终等于系统允许的偏差，而节点间的线段长度随曲线曲率半径而变化，因此，目前理论界公认等误差直线逼近法是节点数最少的一种计算方法44编制应用程序利用SolidWorks内部强大的宏功能把上述渐开线齿轮模型建立的全过程宏录制成宏文件，找出宏文件中与模型生成有关的关键函数，确定关键函数中的关键常数，弄清关键常数的变化对实体建模的影响，把关键常量用变量替换变成能被VB调用的应用程序。部分代码如下：

6、。如图1所示，以渐开线的起点为圆心，逼近误差为半径，画出允差圆（考虑到其他因素的影响，一般取的值为齿轮加工精度值的15），然后作允差圆与渐开线的公切线PT再通过A点作直线PT的平行线与渐开线轮廓曲线交于点A1（x1，y1），然后再以A1（x1，y1）为圆心作允差圆并重复上述的步骤，可依次求出各节点的坐标5DimswAppAsObjectDimPartAsObjectDimSelMgrAsObjectDimboolstatusAsBooleanDimlongstatusAsLong，longwarningsAsLongDimFeatureAsObjectDimmAsSingleDimzAsSin

7、gle。xT1r0（sinT1T1cosT1）yT1r0（cosT1T1sinT1）（xp1x0）（yp1y0）yp1xp1cotT1yT1xT1cotT1yT1xT1（x0xP1）（yP1y0）xP1（x0xP1）（yP1y0）yP1即：x0cosT1r0T1y0sinT10然后可求得节点A1（x1，y1）。（1）其中，x0、y0、r0、均为已知，可解得T1，k1cotT1，Submain（）SetswAppApplicationSldWorksSetPartswAppActiveDocSetSelMgrPartSelectionManagerswAppActiveDocActiveView

8、FrameState1boolstatusPartExtensionSelectByID2（“前视基准面”，“PLANE”，0，0，0，False，0，Nothing，0）y1y0cotT1（x1x0）x1r0（sin11cos1）y1r0（cos11sin1）即：（k111）cos1（1k1）sin1（y0k1x0）r00（2）解得1，代入渐开线方程可求得x1，y1方程（1）和（2）为超越方程，可以通过编制VB程序用二分法或迭代法来解，输入所要绘制的齿轮的模数、齿数、加工精度、前一个节点的X和Y坐标，输出下一节点的X和Y坐标值。绘制渐开线齿轮只是用到齿根圆和齿顶圆之间的一段渐开线，故当（xn

9、2yn2）叟ra2时就不需要再继续运算下去了。把计算出来的各节点用样条曲线连接起来可以得到比直线段连接效果更好的渐开线。boolstatusPartExtensionSelectByID2（“Spline1”，“SKETCHSEGMENT”，000158286761639，003236672641013，00125，True，0，Nothing，0）boolstatusPartExtensionSelectByID2（“Line1”，“SKETCHSEGMENT”，0001623351580934，002995216627388，00125，True，0，Nothing，0）PartSketc

10、hMirrorboolstatusPartExtensionSelectByID2（“切除拉伸1”，“BODYFEATURE”，000386728072743，00303153692563，33渐开线齿轮三维模型在SolidWorks中选择前基准面为草图绘制平面，绘制出齿顶圆，以齿宽B为厚度拉伸出齿轮基体，在前基准面上分别画出基圆、齿根圆以及用样条曲线连接各节点的渐开线曲线，作出齿根圆弧过渡曲线，当齿数z42时，齿根圆半径大于基圆半径，剪裁掉基圆和齿根圆之间的那部分渐开线。然后过原点作一直线L使其与x轴夹角为（9090z）度（在标准渐开线齿轮的分度圆上，齿厚s等于齿槽宽e，即sem2，故用分度

11、圆上齿槽中心角的角平分线来镜像渐开线，其角分角e2rm（2mz）002264460888279，False，4，Nothing，0）boolstatusPartExtensionSelectByID2（“基准轴1”，“AXIS”，0，0，0，True，1，Nothing，0）SetFeaturePartFeatureManagerFeatureCircularPat-tern2（z，02617993877992，False，“NULL”，False）5VB程序与SolidWorks的连接完成应用程序后，将应用程序嵌入SolidWorks中，使用SolidWorks中的“宏”操作命令直接调用编译

12、好的可执行程序。在SolidWorks中指定宏命令的文件位置，并定制（下转第78页）（2z）2，以L为对称轴作渐开线的镜像，拉伸切除出齿24自323通讯指令发送部分机电工程技术年第37卷第11期压机以保持系统压力，有效保持了系统内空气压力稳定，调整了整体的负载平衡，减少了排气放空，节约了更多的能源，提高了监控系统的全面有效性，真正实现了无人自动化操作。参考文献：1三菱微型可编程控制器使用手册Z三菱公司，19982耿俊梅，吕书勇基于PLC的焦化备煤控制系统的抗干扰措施J机电工程技术，2007（11）：27283阮友德电气控制与PLCM北京：人民邮电出版社，指令发送部分和读数据子程序类似，就不再多

13、介绍了。客户还要求机组顺序可以任意打乱，但是顺序号关联着整个控制流程又不能打乱，所以只能把机器号放到依照固定顺序排列的机器号寄存器里面去，打乱这些机器号寄存器里面存放着的机器号的顺序来实现机组顺序的任意性。主程序中加入了判断机组信息的部分，还是先判断故障信息寄存器内的值，根据这些值判断出有多少台机组在网，然后根据故障信息寄存器内的值判断哪台机组退网，退网的机组编号放在网内最后一台机组机器号寄存器的后面机器号寄存器里面。进网的时候只需改写故障信息寄存器，相应的在网机组台数可自行判断出来。这样进网退网的顺序就变成了先退先进。20064王先路，谢源，等空压机控制J自动化与仪表，2004（1）：293

14、1第一作者简介：郑辉，男，1970年生，四川遂宁人，硕士，讲4总结空压机系统联控可以根据实际需要自动开机或加载空师。研究领域：机电一体化研究和开发。已发表论文3篇。(编辑：向飞)!（上接第24页）工具栏，定义“宏”以后，在Solidworks中单击相应的图标就可以执行应用程序6。6绘图实例绘制一渐开线直齿圆柱齿轮：齿轮模数m2mm；齿数z30；分度圆压力角20；齿顶高系数ha觹1；顶隙系数c觹025；精度等级为7级；齿宽B25mm。根据计算公式可求得齿轮齿顶圆半径ra32mm，齿根圆半径rf275mm，基圆半径r02819078mm，查机械设计手册7级精度0009mm，取00018mm。在如图

15、2所示的渐开线齿轮绘制界面中输入各参数，然后单击“确定”，就可以在SolidWorks中绘制出如图3所示渐开线齿轮模型。图3渐开线齿轮模型修改即可。这对齿轮的有限元分析、动态仿真、干涉检验以及开发完整的标准件库等都有重要的意义。参考文献：1孙桓，陈作模机械原理M北京：高等教育出版社，20012朱静，谢军Solidworks中渐开线齿廓曲线的准确绘制J大连铁道学院学报，2006，27（1）：83843陈孟仁一种直线逼近渐开线齿廓曲线的自适应算法J镇江高专学报，2006，19（1）：54564于洋，魏娟等误差直线逼近非圆曲线节点计算新方法J组合机床与自动化加工技术，2005（5）：3233图2绘制界面5廖效果，朱启逑数字控制机床M武汉：华中理工大学出版社，19966王战中，王义文，韩彦军，等SolidWorks二次开发在