蜗轮蜗杆计算机辅助参数化绘图系统开发
分 类 号 密 级 宁XX大学毕业设计(论文)蜗轮蜗杆计算机辅助参数化绘图系统开发所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文XXXXXXXX均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日摘 要近三十年代来，随着空间啮合理论的不断突破，工业生产迅速发展的需要，动力蜗杆传动在高速、重载、小速比条件下使用得越来越多。为了适应这种要求，人们不断地探索提高蜗杆传动性能的途径，这首先是寻找最佳的齿廓形状，其次是提高蜗杆齿面的硬度，传动精度等指标，以期获得良好的使用性能和工艺性能。近几十年来，我国在蜗杆传动的研制方面取得了很大的进展，相继出现了很多新型蜗杆传动，例如圆弧齿圆柱蜗杆传动，平面二次包络弧面蜗杆传动及锥蜗杆传动等等，这使蜗杆传动的发展达到了相当高的技术水平。Auto LISP语言最典型的应用之一是实现参数化绘图程序设计，包括尺寸驱动程序、鼠标拖动程序等。尺寸驱动是通过改变实体标注的尺寸值来实现图形的自动修改;鼠标拖动是利用Auto LISP语言提供的函数，直接读取Auto CAD的输入设备(如鼠标)，任选项追踪光标移动存在且为真时，通过鼠标移动光标，调整所需的参数值而达到自动改变屏幕图形大小和形状。大多数参数化程序都是针对二维平面图编制的。 本文以AutoCAD为支撑平台，用Auto LISP语言对其进行二次开发。开发出涡轮蜗杆零件图的参数化绘图系统，该系统可以让用户在对话框中输入涡轮、蜗杆的相关参数之后，自动绘制出整幅涡轮、蜗杆零件图。关键词：蜗轮蜗杆，Auto Lisp，参数化绘图，二次开发，零件图IIIAbstractNearly 30 s, with space of meshing theory constantly breakthroughs, the needs of the quick development of industrial production, the power worm transmission in high speed, overlap, small ratio condition to use it more and more. In order to adapt the request, people to explore the way to improve the worm transmission performance, it is first search for the optimal tooth profile shapes; the second is to improve the hardness of worm gear, transmission precision index, to obtain good performance characteristics and process performance. In recent decades, in the development of the worm drive in China have made great progress, successively appeared many new worm transmission, such as arc gear cylindrical worm transmission, planar quadratic envelope curve worm transmission and cone worm transmission, and so on, this makes the worm drive to a very high level of technology. Auto LISP language of one of the most typical application is the realization of parameterized drawing program design, including the driver, the mouse size procedures, etc. Dimension driven by changing with the entity is size values to realize the graphics changes automatically; The mouse is using Auto LISP language provides the function of Auto CAD directly read input device (such as mouse), choose a tracking cursor movement exist and is really true, through the mouse cursor, adjust the parameter value and to achieve automatic change screen graphics size and shape. Most parametric programs are for the two-dimensional floor plan of the establishment. In this paper Develop turbine parts of parametric graph worm drawing system, this system can let users in the dialog box input turbine, worm related parameters of the later, automatic drawing out the whole picture of turbine, worm drawing.Key Words: Worm gear and worm, Auto in Lisp, parameterized drawing, second development, drawing目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 引言11.1 研究的目的和意义11.2 蜗轮蜗杆CAD研究的现状11.3 本文的研究思路和要求2第2章 基于Auto LISP的软件开发方法理论32.1 AutoL1SP和Visual LISP简介32.2 Auto LISP程序的结构特点42.3加载和运行Auto Lisp程序42.4 Auto Lisp菜单的开发52.5线型的开发62.5.1简单线型62.5.2复杂线型6第3章 蜗轮蜗杆传动设计83.1蜗轮蜗杆传动特点及失效形式83.1.1 蜗轮蜗杆传动特点83.1.2 蜗轮蜗杆传动的失效形式83.2蜗轮蜗杆类型83.3线接触蜗轮蜗杆传动原理及实现方法83.3.1空间交错轴斜齿轮传动基本原理83.3.2 线接触蜗轮蜗杆啮合传动基本原理10第4章 基于AutoLISP的蜗轮蜗杆参数化设计134.1渐开线蜗轮齿廓形成原理134.2程序设计方法及流程图144.3阿基米德蜗杆的参数化造型程序设计原理164.4阿基米德蜗杆的造型程序实现过程16总结与展望21参考文献22致 谢23附录A XXXX24第1章 绪论第1章 引言1.1 研究的目的和意义CAD技术的发展与应用水平是衡量一个国家科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一。随着中国加入WTO，国际贸易市场竞争更加激烈，而加快产品的更新换代，提高设计速度和设计质量越来越成为竞争的关键环节。因此如何利用基于CAD/CAM的信息技术改造传统产业，即“制造业的信息化”，对国民经济的发展具有深远的战略意义。利用三维CAD系统进行造型设计既符合设计人员的思维方式，又可表达多种信息，并有利于有限元分析、运动仿真、装配模拟和数控加工等。三维CAD的出现就成为CAD技术发展的潮流1。现代 CAD 软件功能相当强大，完全可以改变传统做法从而缩短产品的设计周期。传统的做法是设计人员设计产品时最初构思三维实体，而后绘出 2D 视图，再做工艺，最后加工出实物。运用AutoCAD中的Auto LISP二次开发工具，针对蜗轮蜗杆的设计特点和开发流程，开发贯穿拖拉机设计全过程的AutoCAD绘图软件。本文研究开发的机械零件三维 CAD 软件中，蜗轮蜗杆是基于特征的三维造型，生成的图形文件可以进行计算机辅助工艺设计等其它操作。1.2 蜗轮蜗杆CAD研究的现状近三十年代来，随着空间啮合理论的不断突破，工业生产迅速发展的需要，动力蜗杆传动在高速、重载、小速比条件下使用得越来越多。为了适应这种要求，人们不断地探索提高蜗杆传动性能的途径，这首先是寻找最佳的齿廓形状，其次是提高蜗杆齿面的硬度，传动精度等指标，以期获得良好的使用性能和工艺性能。近几十年来，我国在蜗杆传动的研制方面取得了很大的进展，相继出现了很多新型蜗杆传动，例如圆弧齿圆柱蜗杆传动，平面二次包络弧面蜗杆传动及锥蜗杆传动等等，这使蜗杆传动的发展达到了相当高的技术水平。例如重庆大学的秦东兴教授等根据曲面蜗杆问题时的不收敛问题，在轴截面齿廓上放样生成蜗杆齿面轮廓的NURBS曲面，最后生成了蜗杆的实体模型2。清华大学的张光辉教授通过模拟蜗轮蜗杆的加工过程，在PRO/E环境下生成了蜗轮蜗杆的实体模型，并且在所建的模型上进行了啮合刚度及齿轮弯曲应力的计算，并以结果为基础对载荷分布、传动误差等进行了分析3。由于蜗杆和蜗轮传动的齿面几何形状较为复杂，因此为了分析齿面接触情况和观察传动过程中发生的干涉等，建立3D模型是非常必要的。而且，使用有限元方法，进行轮齿承载的接触分析，3D模型的建立也起着很重要的作用。然而，建立蜗杆齿轮三维模型的历程并不容易。在1995年Tray通过计算蜗杆齿面的许多截面来建立三维模型，19%年Ilion也用相似的方法建立了三维模型，在他们的理论中，大量的模型参与计算，齿廓方程和啮合方程中还有大量的数据有待计算4。这种方法仅对于曲面局部的计算比较容易，但要根据啮合方程计算出整个曲面的结果是非常困难的。1998年，Su提出了一种3D模型的建立方法，这种方法是要计算出许多接触线的坐标，然后用3D软件导入坐标后，把这些接触线织成面。再根据蜗杆的设计参数的要求进行修整，最后把各面连成实体模型5。随着科学技术的进步，对机械传动提出了新的要求。发展趋势成小型、重载、高速、高寿命、高可靠性、低耗、低噪方向发展。显然蜗杆传动顺应发展趋势，特别是数学的创新、计算工具的完备、新科学、新材料的产生，更促进了蜗杆传动研究的发展和进程。1.3 本文的研究思路和要求 国内外对AutoCAD软件的二次开发研究仍在起步阶段 ，本文以AutoCAD 为支撑平台，用Auto Lisp语言对其进行二次开发。研究成果为：开发蜗轮、蜗杆零件图的参数化绘图系统。该系统可让用户在对话框中输入蜗轮、蜗杆的相关参数之后，自动绘制出整幅蜗轮、蜗杆零件图。蜗轮蜗杆参数化绘图系统的要求是：（1）有扎实的机械制图知识和能力；（2）要有教好的计算机编程基础
