蝸桿蝸輪基于AutoCAD的參數(shù)化三維建模外文翻譯

Parametric3DModelingofWormandWormGearPAGE蝸桿蝸輪基于AutoCAD的參數(shù)化三維建模ANGXue—ye，GUOYong—kun(1．CollegeofArchitectureandCivilEngineering，DalianNationalitiesUniversity,Dalian116600，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology,Dalian116023，China)文摘：蝸桿蝸輪建模在發(fā)展環(huán)境AutoCAD的原則基礎(chǔ)上，對(duì)普通圓柱蝸桿激勵(lì)等繪制命令，可見AutoCAD是用于開發(fā)蝸桿毛坯和刀具實(shí)體模型的蝸桿與渦輪裝置，是通過使用命令、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和減速、擬生成切割運(yùn)動(dòng)齒輪的切削機(jī)器。Autolisp語言用于編程參數(shù)建模的蝸桿和齒輪的程序調(diào)用，自動(dòng)得出蝸桿和蝸輪的圖紙。當(dāng)用戶加載wlwg程序，輸入模數(shù)和線程的數(shù)量、性質(zhì)、與其它參數(shù)，操作簡單和準(zhǔn)確，加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的潛力和提高效率。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，參數(shù)化建模；蝸桿，蝸輪，生成；AutoCAD1：引言蝸桿齒輪傳動(dòng)用于傳輸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)軸，也方是廣泛應(yīng)用于傳輸系統(tǒng)的機(jī)械裝置，因此它更有很大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊、可靠等等。蝸輪和蝸桿的磨損在結(jié)構(gòu)和形狀上是十分復(fù)雜的，所以應(yīng)用程序創(chuàng)建的常見的圖形軟件都是二位和三維的。CAD技術(shù)的發(fā)展在近些年是有一些成就的【1-31,主要基于Pro/E、UG和SolidWorks和其他專業(yè)軟件】。其中autocad在圖形設(shè)計(jì)師中是應(yīng)用最廣泛的設(shè)計(jì)軟件，用戶可以利用AutoCAD創(chuàng)建參數(shù)開發(fā)新的繪圖工具，來獲得二維或三維的圖紙。這個(gè)論述可以實(shí)現(xiàn)三維建模方法基于蝸桿蝸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使用開發(fā)工具AutoCAD和Autolisp語言，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模。2蝸桿建模的參數(shù)化設(shè)計(jì)2.1參數(shù)建模原理的蝸桿圓柱蝸桿傳動(dòng)類似于螺旋齒輪傳動(dòng)，兩者之間的軸線夾角是90度，他們之間的主要差異是螺旋角，蝸輪的螺旋角愈大，蝸桿直徑越小。在圓柱表面上生產(chǎn)連續(xù)螺旋形的齒就是蝸桿，蝸桿的螺旋線與軸線的夾角叫做蝸輪的螺旋角；但那個(gè)更大的直徑；像一個(gè)螺旋齒輪圖1是一個(gè)被描素為生成蝸桿與斜齒的插齒刀。圖（1）圖1蝸桿制造通過生成建模的方法介紹了蝸桿生產(chǎn)的工作原理，模擬齒插齒刀以生成蝸桿。因?yàn)榻９ぞ吆唵?、方便，所以一個(gè)螺絲架治療器代替斜齒插齒刀的生成方法，是用與生成蝸桿齒廓的終于方法。2.2參數(shù)建模原理的蝸輪蝸桿螺桿齒條刀應(yīng)該建立模型首先基于上述原則。常用的是阿基米德蝸桿傳動(dòng)，蝸桿、直齒廓在軸向截面和一個(gè)相等的距離和齒厚齒間隙節(jié)圓見圖2(a)。主要參數(shù)和基本尺寸：蝸桿驅(qū)動(dòng)如下：主要參數(shù)：模塊n1距，圓直徑dl，壓力角(a=200)，系數(shù)h0=l，頂部間隙系數(shù)c0=0.2，直徑，導(dǎo)程，蝸桿頭數(shù)Z1，蝸輪齒距?；編缀螀?shù)：附錄h=h0×m；齒根高h(yuǎn)f=h+c0×m；整個(gè)深度hh=h+hf；軸向距p；螺旋角B；節(jié)圓直徑d1=mq；齒寬L。齒條刀的齒形的設(shè)計(jì)根據(jù)齒廓的蝸桿軸部分治療器齒廓和蝸桿齒廓在一個(gè)軸向截面的相似,唯一不同的是那治療器附錄高于蠕蟲附錄圖2所示的(b),這是使用減少了過度的一部分來。蝸輪齒根確保頂隙的蝸輪傳動(dòng)。圖（2）蝸桿的參數(shù)和齒廓控制點(diǎn)根據(jù)控制點(diǎn)圖的單位模塊齒廓(見圖2(b))、處理函數(shù)是用來確定坐標(biāo)對(duì)于每個(gè)控制點(diǎn)。Autolisp的源代碼如下：(setqpO(1ist（）))(setqpl(1ist(+(carpO)(-(/(pim)4(+htga)))(cadrpoJ))(setqp2(1ist((Garpl)(+tgahh))(-(cadrpO)Ill)))(setqp3(list(+(carp2)(+2(-(carp1)(carpO))))(cadrp2)))(setqp4(List(carp3)(-(carp2)(cadrp1)))(cadrp0)))(setqp5(1ist(+(carp4)(*(carp1)(cⅡp0))(cadrpO)))單位簡介刀具軸向截面是”多段線”和多樣概要文件，根據(jù)蝸桿齒寬創(chuàng)建“數(shù)組”，一個(gè)封閉的路徑圖就出來了，然后轉(zhuǎn)化成一個(gè)地區(qū)使用一個(gè)“地區(qū)”。根據(jù)基本參數(shù)和螺旋角作為路徑圖根據(jù)基本參數(shù)和螺旋角，通過擴(kuò)展區(qū)域沿路徑“擠出”,如圖3所示：圖（3）蝸刀的視圖蝸桿參數(shù)的建立是相對(duì)簡單的，在數(shù)據(jù)庫中蝸桿的參數(shù)主要包含：模數(shù)m、頂隙系數(shù)c0及蝸輪的分度圓半徑、齒距L畫在地區(qū)與“多義線”和“地區(qū)”，“旋轉(zhuǎn)”按鈕用來獲取蝸桿的實(shí)體與倒角,可用于建蝸桿庫。蝸桿可以用已做成的插件來完成，蝸桿與插刀的位置如圖4(a)所示，蝸輪節(jié)線和刀架節(jié)線是相切的。同時(shí)“減去”按鍵是用來調(diào)用數(shù)據(jù)，之后架消失，“復(fù)制”按鈕是為了在每次切割前獲取數(shù)據(jù)?！靶D(zhuǎn)”命令用于旋轉(zhuǎn)在固定軸旋轉(zhuǎn)的蝸桿，而“移動(dòng)”命令調(diào)用數(shù)據(jù)。由圖（4）所示，道具轉(zhuǎn)動(dòng)n次，齒條移動(dòng)距離dx=nm-dr／360。如圖4(c)，是一個(gè)蝸輪圖生成示例，系統(tǒng)可以重復(fù)“復(fù)制”、“旋轉(zhuǎn)”、“移動(dòng)”直到生成一個(gè)完蝸桿齒廓，生產(chǎn)過程的代碼（Autolisp）如下：（setqdt（getreal“\ninputwormgeneratingprecision”））(eommand“copy”(cntnext)””osos)(entdel(entnext))(setqs(*pimz1))(setqt]0ss0)(setqds(/(*sdt)360.0))(while(<=]360)(command“copy”(entlastr)””osos)(command“move”(entlast)“”os(list(-(caros)ss)(cadr0s)))(command“ucs”“r”“win2”)(if(==xx“-”)(command“rotate”(entnext)“”os(-dt))(command“rotate”(entnext)“”osdt)(command“subtract”(entnext)“”(entlast))(setqt1(+t1dt))(setqss(+ssds))(command“ucs””r”“win0”)(while(/=oo999))(if(eq(entnext)(entlast))(setqoo999)(entdel(entlast))))(command“move”(entnext)“”os(list(*--0.5L)0))(command“zoom”“e”))3.蝸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)3.1蝸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)原則渦輪的傳動(dòng)類型類似于圓柱齒輪的傳動(dòng)性質(zhì)，蝸桿蝸輪嚙合傳動(dòng)時(shí)只有一點(diǎn)接觸。為了提高接觸質(zhì)量防止磨損、點(diǎn)蝕，在蝸桿的橫像加工一個(gè)弧，使它們的接觸面是輪齒的表面，然而，蝸桿與蝸輪之間仍然是點(diǎn)線接觸。參數(shù)化建模的蝸輪是基于范成法的原則，我們使用滾刀和毛培，利用齒輪傳動(dòng)比i=z2/z1=w1/w2的嚙合原理生產(chǎn)齒輪。3.2蝸輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)根據(jù)齒輪生成的原則方法，我們用滾刀切齒必須首先創(chuàng)建相同的生成方法，這里就不用詳細(xì)說明。一個(gè)蝸輪只可以由一把滾刀制成，圖（5），滾刀節(jié)線是最初的蝸輪的分度圓相切的?！扒谐泵畋挥脕碇甘緷L刀從毛培中切除多余的部分，以創(chuàng)蝸輪的連續(xù)切除來，“復(fù)制”命令的用途是：在每次切削開始重復(fù)蝸輪最原始的刀架位置。當(dāng)毛培每旋轉(zhuǎn)360度，“切除”“復(fù)制”命令就會(huì)重復(fù)一次。實(shí)現(xiàn)這些功能的Autolisp代碼如下：(setqdt2(getreal“\ninputwormgeargeneratingprecision:”))(command“copy”(entnext)“”osos)(entdel(entnext))(setqweicen(list0(cadrq0)))(setqds(*dt2a_rr2))(setqdt1(/(*ds360)s))(setqt10t20)(while(<=t2360))(command“copy”(entlast)“”osos)(if(=xx”-”))(command“rotate”(entlast)“”os(-t1))(command“”(entlast)“”ost1))(command“cus”“r”“win0”)(command“rotate”(entnext)“”wlcendt2)(command“subtract”(entnext)““(entlast)“”)(setqt2(+t2dt2))(setqt1(+t1dt1))4.程序檢查蝸桿的參數(shù)化設(shè)計(jì)裝置包括一個(gè)主程序(wlwg.lisp，一個(gè)AutoCAD的命令按鈕)，就利用切除法制造我蝸桿和蝸輪過程中的情況為例，來解釋它的用途。繪圖員應(yīng)該首先加載wlwg.lisp程序。圖(6)“wlwg.Lisp”命令放在命令欄中才會(huì)開始自動(dòng)繪制，但必須提供模數(shù)、蝸桿頭數(shù)、蝸輪的齒數(shù)等基礎(chǔ)參數(shù)。蝸輪會(huì)在機(jī)架結(jié)構(gòu)輪廓完成后出現(xiàn)在屏幕上。在這一點(diǎn)上，需要提供蝸桿的直徑（dt）精度，當(dāng)輸入蝸桿的相關(guān)角度后，蝸桿會(huì)出現(xiàn)在屏幕上。對(duì)于生產(chǎn)蝸輪裝置的系統(tǒng)，完成蝸桿特殊性選擇是可用的。當(dāng)輸入精確的蝸輪分度元半徑后，整個(gè)過程會(huì)出現(xiàn)在屏幕上。如圖（6）所示：顯然，蝸桿蝸輪的精確度越高，他們表面就越平滑，當(dāng)讓也就需要更多地時(shí)間和生產(chǎn)空間。因?yàn)楣ぷ髁亢艽?，領(lǐng)布爾計(jì)算是十分龐大的，此外，約束的布爾運(yùn)算也是是嚴(yán)格,程序偶爾顯示錯(cuò)誤信息，如表面和備忘錄不一致的關(guān)系，不正確的建模會(huì)在結(jié)果中呈現(xiàn)出來。這些問題以解決通過使用不同的模數(shù)來解決。5.結(jié)論目前，許多三維建模軟件都是通過SolidWorks、UG、Pro/E和一些特殊的三維軟件實(shí)現(xiàn)的，如果操作者對(duì)以上軟件不熟希很完成對(duì)蝸桿、蝸輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)的。作為一個(gè)被經(jīng)常應(yīng)用的軟件，autocad是最廣泛、最容易操作的。利用wlwg.isp程序，輸入蝸桿、蝸輪的重要參數(shù)，它們的圖像可以自動(dòng)生成。其操作簡單快捷，可以大大提高效率。參考文獻(xiàn)：【1】HanLvxia,SongHaijun,ChuTingliang,Theredimensionaldesignofwormwheel-worminSolidworks[J].CoalMineMachinery,2006,27(4):619-621(inChine)【2】LouJunyang,LinShuiwen,YeZhonghe.TheredimensionmodelingforwormDrivebasedonpro/e[j].MechanicalandElectricalTechnology,2004,【3】LiJunyuan,Parametric3D-designforwormandwormgearbasedonSolid-Works[J].JournalofchangChunUniversityofScienceandTechnology2006,(3):98-100.(inChina)【4】HuRenxi,HuQing,ShiQinglv,AdvancedapplicationmachingdesigninAutolisp[M