基于SolidWorks平台的渐开线齿轮三维造型系统的研究

摘要

随着信息时代和全球一体化进程的到来，我国的机械制造企业要想在激烈的市场竞争中生存和发展，就必须具备产品的快速开发、研制及创新能力。实践证明，三维CAD技术对加速产品开发、提高产品质量、降低成本起着关键作用，是支持企业增强创新设计，提高市场竞争力的强有力手段，结合业已成熟的特征造型技术和参数化技术，二次开发实用的、高效的参数化设计系统已成为各企业的迫切要求。 实现齿轮的三维参数化敏捷设计，对于加速制造业企业推广和应用三维CAD技术，提高产品的设计效率和质量具有重要的现实意义和实际应用价值，如何实现齿轮的三维参数化敏捷设计是一个值得研究的问题。 在三维CAD的设计软件中，SolidWorks以其强大的实体建模功能、优良的性价比以及良好的二次开发性能，成为许多企业的首选，然而SolidWorks软件在参数绘图方面的功能模块还不完善，如只能用近似圆弧代替渐开线曲线绘制齿轮，本文围绕在SolidWorks平台上建立齿轮三维参数化模型这一主题，深入研究了SolidWorks二次开发技术，包括二次开发的原理、方法、工具等各方面的核心技术；系统介绍了三维参数化实体造型技术，确立了以基于特征的参数化设计为核心的设计思想，探索了建立渐开线齿轮参数化三维造型的方法，确立了实体造型和界面参数关系及以参数驱动造型机制；最后以SolidWorks为支撑平台，采用面向对象技术，通过渐开线坐标方程实现了对渐开线齿轮的三维精确描述，解决了如何在SolidWorks中精确绘制渐开线齿轮的问题，完成开发了渐开线圆柱直齿轮、斜齿轮及内齿轮参数化敏捷造型系统模块。 本文开发的渐开线齿轮三维CAD造型系统，特点是基于特征、参数化、模块化，系统易于使用、易于扩充和维护，直接加载在SolidWorks中作为一个模块，达到了输入参数自动迅速生成齿轮三维实体模型的目的，提高了齿轮的造型速度，对齿轮的机构设计、动态仿真、干涉检验、有限元分析等奠定了基础，提高了设计效率。 本课题的研究也对开发类似系列产品提供了借鉴，对本人从事的CAD/CAM教学研究工作大有裨益，也大大加快了本人负责的省教育信息化项目“CA6140机床的拆装虚拟仿真系统”中大量齿轮的造型速度。

目录

文摘

英文文摘

声明

绪 论

第一章 概 述

1.1 CAD系统组成

1.2 CAD的意义和特点

1.3 CAD技术的四次技术创新

1.4 CAD技术发展趋势

1.5选题的目的和意义

本章小结

第二章 基于特征的参数化造型技术、开发平台及语言选择

2.1特征造型技术

2.2参数化设计

2.3基于特征的参数化设计实现方法

2.4基于特征的参数化建模主要过程

2.5二次开发的概念及方法

2.6支撑软件的选择

2.7二次开发编程工具的选择

本章小结

第三章 利用VB进行SolidWorks二次开发原理、方法和过程

3.1 VB进行SolidWorks二次开发原理

3.1.1 SolidWorks API对象

3.1.2 SolidWorks API对象开发的方法

3.2利用VB进行SolidWorks二次开发的方法和过程

3.2.1参数化设计

3.2.2模块化设计

3.2.3用户界面设计

3.2.4程序编写

3.2.5程序运行

本章小结

第四章 圆柱直齿轮的三维参数化造型

4.1齿廓曲线的构成及基本画法

4.1.1齿廓曲线组成

4.1.2渐开线简介

4.1.3 SolidWorks中渐开线的画法

4.2直齿轮参数化设计

4.2.1提取约束参数

4.2.2齿轮绘制计算及造型

4.2.3计算机程序框图

本章小结

第五章 斜齿轮的三维参数化造型

5.1斜齿轮初步概述

5.2斜齿轮的建模方法

本章小结

第六章 内齿轮的三维参数化造型

6.1内齿轮的几何尺寸参数

6.2内直齿轮的建模过程

本章小结

第七章 齿轮参数获得及齿轮模型误差分析

7.1齿轮参数获得

7.2齿轮模型的误差分析

本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢