蝸桿蝸輪基于AutoCAD的參數化三維建模外文翻譯

Parametric3DModelingofWormandWormGearPAGE蝸桿蝸輪基于AutoCAD的參數化三維建模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的原則基礎上，對普通圓柱蝸桿激勵等繪制命令，可見AutoCAD是用于開發(fā)蝸桿毛坯和刀具實體模型的蝸桿與渦輪裝置，是通過使用命令、移動、旋轉和減速、擬生成切割運動齒輪的切削機器。Autolisp語言用于編程參數建模的蝸桿和齒輪的程序調用，自動得出蝸桿和蝸輪的圖紙。當用戶加載wlwg程序，輸入模數和線程的數量、性質、與其它參數，操作簡單和準確，加快產品設計過程的潛力和提高效率。關鍵詞：計算機輔助設計，參數化建模；蝸桿，蝸輪，生成；AutoCAD1：引言蝸桿齒輪傳動用于傳輸運動和動力的驅動軸，也方是廣泛應用于傳輸系統(tǒng)的機械裝置，因此它更有很大的傳動比，結構緊湊、可靠等等。蝸輪和蝸桿的磨損在結構和形狀上是十分復雜的，所以應用程序創(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在圖形設計師中是應用最廣泛的設計軟件，用戶可以利用AutoCAD創(chuàng)建參數開發(fā)新的繪圖工具，來獲得二維或三維的圖紙。這個論述可以實現三維建模方法基于蝸桿蝸輪的參數化設計，使用開發(fā)工具AutoCAD和Autolisp語言，實現參數化建模。2蝸桿建模的參數化設計2.1參數建模原理的蝸桿圓柱蝸桿傳動類似于螺旋齒輪傳動，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；但那個更大的直徑；像一個螺旋齒輪圖1是一個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的工作原理，模擬齒插齒刀以生成蝸桿。因為建模工具簡單、方便，所以一個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。2.2參數建模原理的蝸輪蝸桿螺桿齒條刀應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，蝸桿、直齒廓在軸向截面和一個相等的距離和齒厚齒間隙節(jié)圓見圖2(a)。主要參數和基本尺寸：蝸桿驅動如下：主要參數：模塊n1距，圓直徑dl，壓力角(a=200)，系數h0=l，頂部間隙系數c0=0.2，直徑，導程，蝸桿頭數Z1，蝸輪齒距?；編缀螀担焊戒沨=h0×m；齒根高hf=h+c0×m；整個深度hh=h+hf；軸向距p；螺旋角B；節(jié)圓直徑d1=mq；齒寬L。齒條刀的齒形的設計根據齒廓的蝸桿軸部分治療器齒廓和蝸桿齒廓在一個軸向截面的相似,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。圖（2）蝸桿的參數和齒廓控制點根據控制點圖的單位模塊齒廓(見圖2(b))、處理函數是用來確定坐標對于每個控制點。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，根據蝸桿齒寬創(chuàng)建“數組”，一個封閉的路徑圖就出來了，然后轉化成一個地區(qū)使用一個“地區(qū)”。根據基本參數和螺旋角作為路徑圖根據基本參數和螺旋角，通過擴展區(qū)域沿路徑“擠出”,如圖3所示：圖（3）蝸刀的視圖蝸桿參數的建立是相對簡單的，在數據庫中蝸桿的參數主要包含：模數m、頂隙系數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”按鈕用來獲取蝸桿的實體與倒角,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“減去”按鍵是用來調用數據，之后架消失，“復制”按鈕是為了在每次切割前獲取數據。“旋轉”命令用于旋轉在固定軸旋轉的蝸桿，而“移動”命令調用數據。由圖（4）所示，道具轉動n次，齒條移動距離dx=nm-dr／360。如圖4(c)，是一個蝸輪圖生成示例，系統(tǒng)可以重復“復制”、“旋轉”、“移動”直到生成一個完蝸桿齒廓，生產過程的代碼（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.蝸輪的參數化設計3.1蝸輪的參數化設計原則渦輪的傳動類型類似于圓柱齒輪的傳動性質，蝸桿蝸輪嚙合傳動時只有一點接觸。為了提高接觸質量防止磨損、點蝕，在蝸桿的橫像加工一個弧，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線接觸。參數化建模的蝸輪是基于范成法的原則，我們使用滾刀和毛培，利用齒輪傳動比i=z2/z1=w1/w2的嚙合原理生產齒輪。3.2蝸輪參數化設計的實現根據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，這里就不用詳細說明。一個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，“復制”命令的用途是：在每次切削開始重復蝸輪最原始的刀架位置。當毛培每旋轉360度，“切除”“復制”命令就會重復一次。實現這些功能的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化設計裝置包括一個主程序(wlwg.lisp，一個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。繪圖員應該首先加載wlwg.lisp程序。圖(6)“wlwg.Lisp”命令放在命令欄中才會開始自動繪制，但必須提供模數、蝸桿頭數、蝸輪的齒數等基礎參數。蝸輪會在機架結構輪廓完成后出現在屏幕上。在這一點上，需要提供蝸桿的直徑（dt）精度，當輸入蝸桿的相關角度后，蝸桿會出現在屏幕上。對于生產蝸輪裝置的系統(tǒng)，完成蝸桿特殊性選擇是可用的。當輸入精確的蝸輪分度元半徑后，整個過程會出現在屏幕上。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，當讓也就需要更多地時間和生產空間。因為工作量很大，領布爾計算是十分龐大的，此外，約束的布爾運算也是是嚴格,程序偶爾顯示錯誤信息，如表面和備忘錄不一致的關系，不正確的建模會在結果中呈現出來。這些問題以解決通過使用不同的模數來解決。5.結論目前，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現的，如果操作者對以上軟件不熟希很完成對蝸桿、蝸輪的參數化設計的。作為一個被經常應用的軟件，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，它們的圖像可以自動生成。其操作簡單快捷，可以大大提高效率。參考文獻：【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