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分 類(lèi) 號(hào)
密 級(jí)
寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
蝸輪蝸桿計(jì)算機(jī)輔助參數(shù)化繪圖系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
所在學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
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誠(chéng) 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫(xiě)的畢業(yè)論文《XXXXXXXX》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋?zhuān)粲胁粚?shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
年 月 日
摘 要
近三十年代來(lái)，隨著空間嚙合理論的不斷突破，工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展的需要，動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)在高速、重載、小速比條件下使用得越來(lái)越多。為了適應(yīng)這種要求，人們不斷地探索提高蝸桿傳動(dòng)性能的途徑，這首先是尋找最佳的齒廓形狀，其次是提高蝸桿齒面的硬度，傳動(dòng)精度等指標(biāo)，以期獲得良好的使用性能和工藝性能。近幾十年來(lái)，我國(guó)在蝸桿傳動(dòng)的研制方面取得了很大的進(jìn)展，相繼出現(xiàn)了很多新型蝸桿傳動(dòng)，例如圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)，平面二次包絡(luò)弧面蝸桿傳動(dòng)及錐蝸桿傳動(dòng)等等，這使蝸桿傳動(dòng)的發(fā)展達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平。
Auto LISP語(yǔ)言最典型的應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序、鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。尺寸驅(qū)動(dòng)是通過(guò)改變實(shí)體標(biāo)注的尺寸值來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形的自動(dòng)修改;鼠標(biāo)拖動(dòng)是利用Auto LISP語(yǔ)言提供的函數(shù)，直接讀取Auto CAD的輸入設(shè)備(如鼠標(biāo))，任選項(xiàng)追蹤光標(biāo)移動(dòng)存在且為真時(shí)，通過(guò)鼠標(biāo)移動(dòng)光標(biāo)，調(diào)整所需的參數(shù)值而達(dá)到自動(dòng)改變屏幕圖形大小和形狀。大多數(shù)參數(shù)化程序都是針對(duì)二維平面圖編制的。 本文以AutoCAD為支撐平臺(tái)，用Auto LISP語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)出渦輪蝸桿零件圖的參數(shù)化繪圖系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓用戶在對(duì)話框中輸入渦輪、蝸桿的相關(guān)參數(shù)之后，自動(dòng)繪制出整幅渦輪、蝸桿零件圖。
關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿，Auto Lisp，參數(shù)化繪圖，二次開(kāi)發(fā)，零件圖
III
Abstract
Nearly 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 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 引言 1
1.1 研究的目的和意義 1
1.2 蝸輪蝸桿CAD研究的現(xiàn)狀 1
1.3 本文的研究思路和要求 2
第2章 基于Auto LISP的軟件開(kāi)發(fā)方法理論 3
2.1 AutoL1SP和Visual LISP簡(jiǎn)介 3
2.2 Auto LISP程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 4
2.3加載和運(yùn)行Auto Lisp程序 4
2.4 Auto Lisp菜單的開(kāi)發(fā) 5
2.5線型的開(kāi)發(fā) 6
2.5.1簡(jiǎn)單線型 6
2.5.2復(fù)雜線型 6
第3章 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8
3.1蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)及失效形式 8
3.1.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn) 8
3.1.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的失效形式 8
3.2蝸輪蝸桿類(lèi)型 8
3.3線接觸蝸輪蝸桿傳動(dòng)原理及實(shí)現(xiàn)方法 8
3.3.1空間交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)基本原理 8
3.3.2 線接觸蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)基本原理 10
第4章 基于AutoLISP的蝸輪蝸桿參數(shù)化設(shè)計(jì) 13
4.1漸開(kāi)線蝸輪齒廓形成原理 13
4.2程序設(shè)計(jì)方法及流程圖 14
4.3阿基米德蝸桿的參數(shù)化造型程序設(shè)計(jì)原理 16
4.4阿基米德蝸桿的造型程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程 16
總結(jié)與展望 21
參考文獻(xiàn) 22
致 謝 23
附錄A XXXX 24
第1章 緒論
第1章 引言
1.1 研究的目的和意義
CAD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用水平是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。隨著中國(guó)加入WTO，國(guó)際貿(mào)易市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，而加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)質(zhì)量越來(lái)越成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此如何利用基于CAD/CAM的信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，即“制造業(yè)的信息化”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
利用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行造型設(shè)計(jì)既符合設(shè)計(jì)人員的思維方式，又可表達(dá)多種信息，并有利于有限元分析、運(yùn)動(dòng)仿真、裝配模擬和數(shù)控加工等。三維CAD的出現(xiàn)就成為CAD技術(shù)發(fā)展的潮流[1]。
現(xiàn)代 CAD 軟件功能相當(dāng)強(qiáng)大，完全可以改變傳統(tǒng)做法從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。傳統(tǒng)的做法是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)最初構(gòu)思三維實(shí)體，而后繪出 2D 視圖，再做工藝，最后加工出實(shí)物。運(yùn)用AutoCAD中的Auto LISP二次開(kāi)發(fā)工具，針對(duì)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)流程，開(kāi)發(fā)貫穿拖拉機(jī)設(shè)計(jì)全過(guò)程的AutoCAD繪圖軟件。本文研究開(kāi)發(fā)的機(jī)械零件三維 CAD 軟件中，蝸輪蝸桿是基于特征的三維造型，生成的圖形文件可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)等其它操作。
1.2 蝸輪蝸桿CAD研究的現(xiàn)狀
近三十年代來(lái)，隨著空間嚙合理論的不斷突破，工業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展的需要，動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)在高速、重載、小速比條件下使用得越來(lái)越多。為了適應(yīng)這種要求，人們不斷地探索提高蝸桿傳動(dòng)性能的途徑，這首先是尋找最佳的齒廓形狀，其次是提高蝸桿齒面的硬度，傳動(dòng)精度等指標(biāo)，以期獲得良好的使用性能和工藝性能。
近幾十年來(lái)，我國(guó)在蝸桿傳動(dòng)的研制方面取得了很大的進(jìn)展，相繼出現(xiàn)了很多新型蝸桿傳動(dòng)，例如圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng)，平面二次包絡(luò)弧面蝸桿傳動(dòng)及錐蝸桿傳動(dòng)等等，這使蝸桿傳動(dòng)的發(fā)展達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平。例如重慶大學(xué)的秦東興教授等根據(jù)曲面蝸桿問(wèn)題時(shí)的不收斂問(wèn)題，在軸截面齒廓上放樣生成蝸桿齒面輪廓的NURBS曲面，最后生成了蝸桿的實(shí)體模型[2]。清華大學(xué)的張光輝教授通過(guò)模擬蝸輪蝸桿的加工過(guò)程，在PRO/E環(huán)境下生成了蝸輪蝸桿的實(shí)體模型，并且在所建的模型上進(jìn)行了嚙合剛度及齒輪彎曲應(yīng)力的計(jì)算，并以結(jié)果為基礎(chǔ)對(duì)載荷分布、傳動(dòng)誤差等進(jìn)行了分析[3]。
由于蝸桿和蝸輪傳動(dòng)的齒面幾何形狀較為復(fù)雜，因此為了分析齒面接觸情況和觀察傳動(dòng)過(guò)程中發(fā)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，進(jìn)行輪齒承載的接觸分析，3D模型的建立也起著很重要的作用。然而，建立蝸桿齒輪三維模型的歷程并不容易。在1995年Tray通過(guò)計(jì)算蝸桿齒面的許多截面來(lái)建立三維模型，19%年Ilion也用相似的方法建立了三維模型，在他們的理論中，大量的模型參與計(jì)算，齒廓方程和嚙合方程中還有大量的數(shù)據(jù)有待計(jì)算[4]。這種方法僅對(duì)于曲面局部的計(jì)算比較容易，但要根據(jù)嚙合方程計(jì)算出整個(gè)曲面的結(jié)果是非常困難的。1998年，Su提出了一種3D模型的建立方法，這種方法是要計(jì)算出許多接觸線的坐標(biāo)，然后用3D軟件導(dǎo)入坐標(biāo)后，把這些接觸線織成面。再根據(jù)蝸桿的設(shè)計(jì)參數(shù)的要求進(jìn)行修整，最后把各面連成實(shí)體模型[5]。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)提出了新的要求。發(fā)展趨勢(shì)成小型、重載、高速、高壽命、高可靠性、低耗、低噪方向發(fā)展。顯然蝸桿傳動(dòng)順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，特別是數(shù)學(xué)的創(chuàng)新、計(jì)算工具的完備、新科學(xué)、新材料的產(chǎn)生，更促進(jìn)了蝸桿傳動(dòng)研究的發(fā)展和進(jìn)程。
1.3 本文的研究思路和要求
國(guó)內(nèi)外對(duì)AutoCAD軟件的二次開(kāi)發(fā)研究仍在起步階段 ，本文以AutoCAD 為支撐平臺(tái)，用Auto Lisp語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。研究成果為：開(kāi)發(fā)蝸輪、蝸桿零件圖的參數(shù)化繪圖系統(tǒng)。該系統(tǒng)可讓用戶在對(duì)話框中輸入蝸輪、蝸桿的相關(guān)參數(shù)之后，自動(dòng)繪制出整幅蝸輪、蝸桿零件圖。
蝸輪蝸桿參數(shù)化繪圖系統(tǒng)的要求是：（1）有扎實(shí)的機(jī)械制圖知識(shí)和能力；（2）要有教好的計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)；（3）熟練掌握AutoCAD繪圖軟件的使用；（4）有一定的Auto LISP語(yǔ)言編程經(jīng)驗(yàn)或較強(qiáng)的自學(xué)能力。
25
第2章 本章標(biāo)題
第2章 基于Auto LISP的軟件開(kāi)發(fā)方法理論
2.1 AutoL1SP和Visual LISP簡(jiǎn)介
LIPS(List Processing Language)是一種計(jì)算機(jī)表處理語(yǔ)言，是在人工智能科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Auto LISP是AutoCAD所支持的一種內(nèi)嵌式高級(jí)編程語(yǔ)言，所謂內(nèi)嵌式就是指Auto LISP已經(jīng)集成到AutoCAD軟件之中。使用Auto Lisp可以直接調(diào)用幾乎所有的AutoCAD命令。Auto Lisp語(yǔ)言既具備一般高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和功能，又具有一般高級(jí)語(yǔ)言所沒(méi)有的強(qiáng)大圖形處理功能，在AutoCAD中，用戶可十分方便地利用Auto LISP編程語(yǔ)言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，把自己日常工作中常用的某些操作以命令的形式添加到AutoCAD中，然后用戶就可以像使用AutoCAD標(biāo)準(zhǔn)命令一樣使用新添加的命令以完成特定的操作。用戶還可以直接增加和修改AutoCAD命令，隨意擴(kuò)大圖形編輯功能，建立圖形庫(kù)，并對(duì)當(dāng)前圖形進(jìn)行直接訪問(wèn)和修改。
Auto LISP語(yǔ)言最典型的應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。
Auto LISP有如下特點(diǎn):
1.AutoLISP語(yǔ)言是在普通USP語(yǔ)言基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了很多適用于CAD應(yīng)用的特殊功能而形成的，是一種僅能以解釋方式運(yùn)行于AutoCAD內(nèi)部的解釋型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。
2.AutoLISP語(yǔ)言中的所有成分都是以函數(shù)形式給出的，它沒(méi)有語(yǔ)句概念和其它語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。執(zhí)行Auto Lisp程序就是執(zhí)行一些函數(shù)，再調(diào)用其它函數(shù)。
3.Auto LISP把數(shù)據(jù)和程序統(tǒng)一表達(dá)為表結(jié)構(gòu)，即S—表達(dá)式，故可以把程序當(dāng)作數(shù)據(jù)來(lái)處理，也可以把數(shù)據(jù)當(dāng)作程序來(lái)執(zhí)行。
4.Auto LISP語(yǔ)言中的程序運(yùn)行過(guò)程就是對(duì)函數(shù)的求值過(guò)程，是在對(duì)函數(shù)求值的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能。
.5AutoLISP語(yǔ)言的主要控制結(jié)構(gòu)是采用遞歸方式。遞歸方式的使用，使得程序設(shè)計(jì)變的簡(jiǎn)單易懂。Visual LISP是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)加速Auto LISP程序開(kāi)發(fā)的程序軟件，現(xiàn)已正式內(nèi)嵌于AutoCAD2000中。作為新一代Lisp語(yǔ)言，Visual Lisp全面兼容Auto Lisp，并提供一個(gè)全新的可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它擁有自己的窗口和菜單，但它們與AutoCAD的其它窗口不同。Visual LISP不能離開(kāi)AutoCAD而單獨(dú)運(yùn)行，如果用戶想要使用Visual LISP，必須首先與AutoCAD中的圖形和命令窗口進(jìn)行交互來(lái)響應(yīng)程序的提示。當(dāng)Visual LISP將控制權(quán)交給AutoCAD時(shí)，如果AutoCAD被最小化了，那么用戶需要手工來(lái)恢復(fù)和激活窗口，因?yàn)閂isual LISP不能自動(dòng)恢復(fù)AutoCAD窗口。
2.2 Auto LISP程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
一般的Auto LISP程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是這樣的:
Auto Lisp中的所有功能都是以表的形式調(diào)用內(nèi)部函數(shù)或用戶函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其調(diào)用形式為:
(函數(shù)名變?cè)?變?cè)?變?cè)?3……變?cè)猲)
括號(hào)里的每項(xiàng)之間用空格隔開(kāi)，變?cè)梢允浅?shù)、變量以及對(duì)其它函數(shù)的調(diào)用，我們把這種函數(shù)的調(diào)用形式稱(chēng)為表達(dá)式。表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)規(guī)則是:
(1)前綴表示法。大多數(shù)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言采用的是“中綴表示法”，而在AuotLISP語(yǔ)言中采用的是前綴表示法，既把運(yùn)算符放在操作數(shù)之前，并把操作數(shù)(調(diào)用函數(shù)的參數(shù))和運(yùn)算符(函數(shù)名)用圓括號(hào)括起來(lái)。如:
(setq d(-(*bb)(*4.0ab)))
(2)表的第一個(gè)函數(shù)必須是函數(shù)名。若是數(shù)值，在作括號(hào)前應(yīng)帶單引號(hào)“‘”。
(3)函數(shù)名與第一變?cè)g以及相鄰兩個(gè)變?cè)g必須用空格隔開(kāi)，計(jì)算機(jī)把表的第一項(xiàng)認(rèn)作函數(shù)名，其余各項(xiàng)認(rèn)作函數(shù)的變?cè)?
(4)要注意表達(dá)式中括號(hào)和定界符的匹配，這是程序中最常見(jiàn)的出錯(cuò)原因。
(5)不能使用多余的括號(hào)。例如:(-5)*(-2)不能寫(xiě)作(*(-5)(-2))。這時(shí)Auto lisp會(huì)將-5、-2認(rèn)作函數(shù)名，因?yàn)闆](méi)有這樣的函數(shù)名而出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。應(yīng)寫(xiě)作:(*-5，-2)
(6)除字符常數(shù)中的字母以外，符號(hào)名中的大小寫(xiě)字母是等效的。
在Auto Lisp程序中可以用注釋。注釋以一個(gè)分號(hào)“;”為標(biāo)志。
Auto Lisp是一種書(shū)寫(xiě)非常的語(yǔ)言，變?cè)g可用一個(gè)或多個(gè)空格隔開(kāi)，可以一行寫(xiě)多個(gè)表達(dá)式，也可以一個(gè)表達(dá)式分多行書(shū)寫(xiě)，為了使程序結(jié)構(gòu)直觀，便于閱讀，層次清晰，一般使用縮排形式來(lái)編寫(xiě)程序。
2.3加載和運(yùn)行Auto Lisp程序
一個(gè)Auto Lisp程序通常有兩個(gè)相關(guān)的名稱(chēng):程序文件名和函數(shù)名。所有的Auto Lisp文件都以.lsp為文件擴(kuò)展名。在一個(gè)相同的Auto Lisp程序文件中可以有一個(gè)或多個(gè)函數(shù)定義。要運(yùn)行一個(gè)函數(shù)，定義該函數(shù)的Auto LISP程序文件必須被加載。
對(duì)于很短的Auto LISP程序(只是由一個(gè)或兩個(gè)表組成，如簡(jiǎn)單的數(shù)值函數(shù)的運(yùn)算等)或用defun函數(shù)定義的簡(jiǎn)單用戶函數(shù)，可以直接在AutoCAD環(huán)境中的命令提示符下直接輸入即可，返回的結(jié)果就會(huì)立即顯示在文本屏幕上。
而對(duì)于一般的Auto Lisp應(yīng)用程序，則需要采用文本編輯器進(jìn)行編輯。編輯器可以隨意的選擇(如windows下可以用記事本或?qū)懽职?，當(dāng)然最好使用那些能夠檢查相匹配的括號(hào)的編輯器，因?yàn)樵贏uto Lisp程序中一對(duì)匹配括號(hào)是組成表的單元，有時(shí)很容易混亂，從而影響程序的運(yùn)行。在編輯器下編輯好的.lsp程序，當(dāng)回到AutoCAD環(huán)境下，用Load函數(shù)裝載后就可以執(zhí)行了，執(zhí)行時(shí)如果程序中沒(méi)有defun函數(shù)，系統(tǒng)便一邊裝載一邊執(zhí)行;如果由defun函數(shù)定義的命令或函數(shù)，裝載后只需在命令提示符下再鍵入de允n函數(shù)定義的命令名即可運(yùn)行相應(yīng)的命令或函數(shù)。裝載Auto Lisp文件的命令如下:
Command :( load“[Path] filename”)
Auto lisp文件名和選項(xiàng)的路徑名必須包含在雙引號(hào)中，load命令和file name參數(shù)必須包含在圓括號(hào)中。如果不加圓括號(hào)，則Aut0CAD將試圖裝載一個(gè)圖形或一個(gè)字體文件，而不是裝載一個(gè)Auto Lisp程序文件。在load和flienmae之間不需要空格。AutocAD成功裝載文件后，將在屏幕的命令提示區(qū)顯示函數(shù)名。
應(yīng)當(dāng)注意:加載一個(gè)Auto Lisp程序，在定義其路徑時(shí)采用正斜杠(/)。
也可以在菜單欄中的“工具”中選擇“程序調(diào)入”，就會(huì)彈出一個(gè)選擇對(duì)話框，選擇要加載的文件，點(diǎn)擊“l(fā)oad”按鈕，再點(diǎn)擊“close”按鈕，lsp文件就被加載了。
2.4 Auto Lisp菜單的開(kāi)發(fā)
如果AutoCAD中的標(biāo)準(zhǔn)菜單不包含用戶經(jīng)常使用的命令，那么，用戶可以自定義菜單或者向菜單中添加所需的命令。
除命令行外，用戶對(duì)AutoCAD的主控界面—菜單都是通過(guò)菜單文件來(lái)定義的。用戶可以修改菜單文件或創(chuàng)建自己的菜單。通過(guò)編輯菜單文件中的文本，可以定義菜單項(xiàng)的外觀和位置。菜單項(xiàng)可以包含CAD命令或Auto Lisp程序。
建立用戶菜單的具體步驟如下:
(1)確定所要增加的菜單功能，如繪圖、編輯和顯示等，以便在ACAD.MNU中找出相應(yīng)的子菜單節(jié)。
(2)決定所要增加的菜單的位置，即決定菜單在屏幕上顯示的位置或在圖形輸入的區(qū)域。
(3)用文本編輯程序編輯用戶自己的菜單文件，其文件擴(kuò)展名必須是MNU，然后存在當(dāng)前子目錄下。必須注意，用戶若要想使用鼠標(biāo)或其它定位設(shè)備，必須把ACA.DMNU中的BUTTONS和AUXI兩個(gè)菜單全部拷貝到自己的菜單文件中。這樣才能保證不該變Aut0CAD對(duì)定位設(shè)備各按鈕的定義。如果還想用數(shù)字化儀，還需將ACAD.MNU中的ATBLETI-TABLET4共4個(gè)菜單的內(nèi)容拷貝到自己的菜單文件中。否則，必須自己編寫(xiě)這四個(gè)菜單。
(4)編譯用戶菜單文件。格式如下:
Command: MENU
在對(duì)話框中單擊用戶要編譯的菜單文件名并拾取“確定”選項(xiàng)，系統(tǒng)開(kāi)始編譯。編譯完成后，屏幕上會(huì)顯示出用戶菜單的內(nèi)容。選擇其中的菜單項(xiàng)，就可實(shí)現(xiàn)用戶定義的功能。
建立了用戶菜單后，使用時(shí)往往要在不同的用戶菜單或用戶菜單與標(biāo)準(zhǔn)ACAD菜單之間來(lái)回切換。切換的方法與上述編譯的方法相同，只是在“菜單文件名”處鍵入需進(jìn)入的菜單名并回車(chē)即可。如當(dāng)前菜單是用戶菜單，要進(jìn)入AutoCAD菜單，則可在“菜單文件名”處鍵入ACAD并回車(chē)。同理，用戶的不同菜單之間也可以互相切換。
2.5線型的開(kāi)發(fā)
2.5.1簡(jiǎn)單線型
簡(jiǎn)單線型的定義比較簡(jiǎn)單，它是由線段、空格、點(diǎn)或其組合構(gòu)成的。其中線段用正數(shù)表示，空格用負(fù)數(shù)表示，點(diǎn)用0表示。
簡(jiǎn)單線型的定義格式如下:
*線型名[，線型描述]
Alignment, dash-l, dash-2, dash-3,…
2.5.2復(fù)雜線型
復(fù)雜線型與簡(jiǎn)單線型相比多了文本字符串或圖形文件(.SHX)
復(fù)雜線型的定義格式為:
*線型名[，線型描述]
Alignment,dash-1,dash-2,…[嵌入的文本字符串或形定義],dash-n, …
在Ltypeshp中定義了TRACK 1、ZIG、BOX、CIRC和BAT五種基本形，用戶可以直接引用這些形，也可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中帶的標(biāo)準(zhǔn)形，還可以建立自己的形。在嵌入的語(yǔ)句中一定要指定形的來(lái)源，如:
若要嵌入SHP文件中的形
“TRACK1”可表達(dá)為:
[TRACK1, ltypeshp.shx]
復(fù)雜線型中帶有設(shè)計(jì)形的形式如下:方括號(hào)內(nèi)是“形”名，形所在的文件名及放大縮小位置等參數(shù)。
形是AutoCAD中的一種特殊的對(duì)象，通常是由直線和圓弧組成的簡(jiǎn)單符號(hào)。形只占有很小的內(nèi)存空間并且顯示的速度非?？?，非常適于作為符號(hào)或復(fù)雜線型的組成圖案，形定義文件中，每個(gè)形都包括一個(gè)標(biāo)題行和一行或者多行定義字節(jié)。形的定義有一種比較簡(jiǎn)單的方法，一般情況下可用mkshaps命令，可以根據(jù)需要在CAD主界面上用線及圓弧等劃出形的樣式。
第4章 本章標(biāo)題
第3章 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)及失效形式
3.1.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)
蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：
1.可以得到很大的傳動(dòng)比，在動(dòng)力傳動(dòng)中一般i=8~100，在分度機(jī)構(gòu)可以達(dá)到1000。
2.兩輪嚙合齒面為線接觸，其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。
3.蝸輪蝸桿相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音很小。
4.具有自鎖性。
3.1.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的失效形式
蝸桿傳動(dòng)的失效形式與齒輪傳動(dòng)基本相同，有膠合、磨損、疲勞點(diǎn)蝕和輪齒折斷。由于蝸桿傳動(dòng)嚙合面之間的相對(duì)滑動(dòng)速度大、效率低、發(fā)熱量大，在潤(rùn)滑和散熱不良時(shí)，膠合和磨損將成為主要的失效形式。而蝸輪無(wú)論在材料的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)方面均較蝸桿弱，所以失效多發(fā)生在蝸輪輪齒上，設(shè)計(jì)時(shí)只需對(duì)蝸輪進(jìn)行承載能力計(jì)算。
3.2蝸輪蝸桿類(lèi)型
各種機(jī)械廣為采用的蝸桿傳動(dòng)中，其蝸桿大多是圓柱形的。最為普通的是阿基米德蝸桿(其端面齒形為阿基米德螺線)，此外還有漸開(kāi)線蝸桿(其端面齒形為漸開(kāi)線)，圓弧齒圓柱蝸桿(其軸剖面齒廓為凹圓弧)。
在圓柱蝸桿中，阿基米德蝸桿和漸開(kāi)線蝸桿統(tǒng)稱(chēng)普通圓柱蝸桿。由于阿基米德蝸桿最為簡(jiǎn)單，且有關(guān)阿基米德蝸桿傳動(dòng)的一些基本知識(shí)，也適用于其它型式的蝸桿傳動(dòng)，故本文將以阿基米德蝸桿傳動(dòng)為例進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度研究。
3.3線接觸蝸輪蝸桿傳動(dòng)原理及實(shí)現(xiàn)方法
3.3.1空間交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)基本原理
將一對(duì)任意螺旋角的斜齒輪安裝成其軸線既不平行也不相交，就組成了交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，所以交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)是用來(lái)傳遞空間兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。就單個(gè)齒輪而言，就是一個(gè)斜齒圓柱齒輪。但由于交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)兩軸的相對(duì)位置不同，因此它們的傳動(dòng)特點(diǎn)也不同。
如圖(2.1)所示，有兩個(gè)互不相交的軸線和，兩軸線之間的夾角為。假設(shè)兩個(gè)軸線分別與一個(gè)圓柱齒輪相互固連，并且兩齒輪繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度分別為和。設(shè)I點(diǎn)為軸線X1和公垂線上的一個(gè)點(diǎn)?，F(xiàn)在將兩個(gè)分度圓半徑分別為、圓柱齒輪分別與軸線和固定在一塊，兩個(gè)圓柱齒輪能夠隨兩軸線等速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知兩平面和均與兩軸線平行，且與兩個(gè)分度圓柱分別相切，切線分別為和。由圖可得，兩個(gè)平面相互重合，兩條切線交與點(diǎn)I。設(shè)為兩個(gè)相互重合平面上的一條斜直線，它與切線的夾角為，與切線的夾角為。由圖 (2.1)可得到:
圖3-1空間交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)圖
如圖所示，以角速度，使得齒輪I繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，它使得切平面只沿著方向運(yùn)動(dòng)。切平面在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，會(huì)帶動(dòng)斜直線也朝方向運(yùn)動(dòng)，會(huì)給切平面一個(gè)力的作用，從而帶動(dòng)切平面沿的方向運(yùn)動(dòng)。切平面的平移將帶動(dòng)齒輪以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。其中、為分度圓螺旋角。
在交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)中，兩齒輪的輪齒僅在法向嚙合，因此正確嚙合條件是兩齒輪的法向模數(shù)和法向壓力角應(yīng)分別相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù):
可知兩齒輪法向齒距相等。由:
根據(jù)：
可得：
由于齒輪傳動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)比與齒數(shù)成反比，所以得到：
在時(shí)：
1)由公式(2.3)可知，在傳動(dòng)比確定的情況下，可通過(guò)改變螺旋角的大小來(lái)改變兩輪分度圓的直徑，從而滿足中心距地要求。在兩輪分度圓確定的情況下，可通過(guò)改變螺旋角的大小來(lái)滿足傳動(dòng)比的要求;
2)可以改變螺旋角旋向的方法來(lái)改變從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向;
3)嚙合傳動(dòng)時(shí)，除沿齒高方向有相對(duì)滑動(dòng)外，沿齒長(zhǎng)方向也有較大的相對(duì)滑動(dòng)，因此輪齒易磨損，傳動(dòng)效率低。
4)兩齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)為點(diǎn)接觸，故接觸應(yīng)力大，齒面容易壓潰，從而使輪齒磨損加劇。
5)嚙合傳動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生軸向力，對(duì)軸承要求較高。
以上介紹的就是交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，兩軸線的交錯(cuò)角為:
在此公式當(dāng)中，八與幾分別代表兩個(gè)斜齒輪的螺旋角。當(dāng)兩輪的螺旋線方向相同時(shí)，即均為右旋或均為左右時(shí)，則八與幾均用正值(或均用負(fù)值)帶入;當(dāng)兩輪的螺旋線方向相反時(shí)，即一輪為右旋而另一輪為左旋時(shí)，則與中一個(gè)取正值，另一個(gè)取負(fù)值。
3.3.2 線接觸蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)基本原理
根據(jù)前面分析的空間交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)原理。當(dāng)滿足一定的條件時(shí)，如式 (2.6)所示，兩齒輪齒面可由點(diǎn)接觸變?yōu)榫€接觸。關(guān)系式如下:
即兩輪的公共包絡(luò)面是具有零度齒形角的齒條齒面，相錯(cuò)角為基圓螺旋角之和，中心距為基圓半徑之和。
如圖(2.2)所示，當(dāng)齒輪1的基圓螺旋角接近90°，而其分度圓直徑試大大減小時(shí)，其每個(gè)輪齒可以在分度圓柱上繞幾圈，形如蝸桿，因此稱(chēng)為蝸桿。以基圓柱展開(kāi)的右旋漸開(kāi)螺旋面齒面成為蝸桿齒面。此蝸桿與基圓螺旋角為的齒輪2齒面還是以?xún)苫鶊A柱公切面(Q)上的發(fā)生直母線ML相切，線接觸共扼。以藝，為蝸桿齒面、以藝2做為蝸輪齒面，當(dāng)軸交角時(shí)，構(gòu)成了新型蝸輪蝸桿傳動(dòng)副。用以實(shí)現(xiàn)垂直交叉軸傳動(dòng)，在設(shè)計(jì)、加工、裝配、傳動(dòng)、調(diào)隙等方面有諸多特點(diǎn)。
圖3-2 垂直交叉軸直線接觸共輛齒面
蝸桿齒面的產(chǎn)生原理:
漸開(kāi)螺旋線的螺旋升角為，基圓柱為半徑為的圓柱。平面Q與基圓柱相切，ML為切平面Q上的一條直線，且ML與基圓柱上螺旋線相切于M點(diǎn)。蝸桿齒面的形成可看做是直母線ML繞基圓柱作等速旋轉(zhuǎn)并同時(shí)作等速向上移動(dòng)時(shí)，母線ML的運(yùn)動(dòng)軌跡就構(gòu)成一個(gè)螺旋面，這個(gè)螺旋面就是我們所需要的蝸桿齒面。母線ML在端平面上描繪出一條漸開(kāi)線。由此可知在垂直于蝸桿軸線的任意剖面內(nèi)的截線都是漸開(kāi)線，所以這個(gè)螺旋面稱(chēng)為漸開(kāi)螺旋面，這種蝸桿稱(chēng)為漸開(kāi)線蝸桿。
漸開(kāi)螺旋面的形成過(guò)程可以看作是直母線淚界(與端面傾斜成)繞一個(gè)圓柱(基圓半徑為)作等速旋轉(zhuǎn)并且同時(shí)作等速向上移動(dòng)時(shí)，母線MN的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)成了一系列的直線簇，連接這些直線可形成一個(gè)螺旋漸開(kāi)面。
由于蝸輪就是一個(gè)普通的斜齒圓柱齒輪，所以它的形成原理與普通的斜齒輪沒(méi)有區(qū)別。發(fā)生面與基圓柱相切，直線ML為平面Q,上的一條與軸線成角度的直線。當(dāng)發(fā)生面Q繞基圓柱做純滾動(dòng)時(shí)，直線ML的軌跡即為斜齒輪的齒廓曲面。也就是我們所需要的蝸輪齒面。
將一對(duì)任意螺旋角的斜齒輪安裝成其軸線既不平行又不相交，就可以組成不同的交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。而蝸輪蝸桿傳動(dòng)的交錯(cuò)角通常取，根據(jù)兩輪的螺旋線方向相同時(shí)，交錯(cuò)角等于兩個(gè)齒輪螺旋角之和，即:
而蝸桿的螺旋升角與基圓螺旋角之和為90°，得:
知蝸輪的基圓螺旋角等于蝸桿的螺旋升角，這樣蝸輪與蝸桿軸線的交錯(cuò)角就為90°。
由以上分析可知，當(dāng)把蝸輪與蝸桿嚙合起來(lái)時(shí)，直線ML和重合，平面Q和重合。由圖((2.6)可以得出，蝸輪與蝸桿中心距為基圓半徑之和，交錯(cuò)角，蝸輪與蝸桿的齒面為瞬時(shí)接觸線為直線ML ()上的一段。滿足新型蝸輪蝸桿線接觸嚙合傳動(dòng)的基本條件。只要選擇合適的中心距、齒數(shù)、模數(shù)，就能使得蝸輪蝸桿按照給定的傳動(dòng)比要求傳動(dòng)。這就是新型線接觸蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)基本原理。
一對(duì)相互嚙合的齒面，它們?cè)谡麄€(gè)嚙合過(guò)程中，能夠滿足給定的運(yùn)動(dòng)要求并且相切，這樣的一對(duì)齒面稱(chēng)為共扼齒面。需要滿足的要求如下:
1)為了使蝸輪蝸桿齒面始終保持相切，可知，接觸點(diǎn)M為蝸輪蝸桿齒面的公共點(diǎn)，在該點(diǎn)兩齒面有一條公法線。
2)為保證蝸輪蝸桿齒面連續(xù)相切，則在接觸點(diǎn)M處兩齒面的相對(duì)速度必須垂直于公法線。
第4章 基于AutoLISP的蝸輪蝸桿參數(shù)化設(shè)計(jì)
渦輪機(jī)構(gòu)在機(jī)械中廣泛應(yīng)用，其可以用來(lái)平穩(wěn)、準(zhǔn)確地傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，機(jī)械效率高、使用壽命長(zhǎng)、工作安全可靠。對(duì)渦輪漸開(kāi)線齒廓曲線的設(shè)計(jì)基本上采用2種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法：(1)幾何法，即通過(guò)漸開(kāi)線方程(;)編程直接生成漸開(kāi)線齒廓，并通過(guò)鏡像、陣列等幾何要素編輯方法，實(shí)現(xiàn)渦輪建模，這種方法所建模型精度一般，只是形體上的近似，不能用于精確度、準(zhǔn)確度要求較高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，尤其是在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行三維造型，模擬裝配的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于該種渦輪輪齒齒廓只是近似的齒廓，在模擬裝配過(guò)程中的干涉檢查時(shí)，會(huì)造成干涉不確定的情況。因此，不能用于計(jì)算機(jī)模擬裝配的設(shè)計(jì)中。(2)范成仿真法，其采用參數(shù)化齒條范成加工渦輪，可以實(shí)現(xiàn)仿真生成漸開(kāi)線圓柱渦輪齒廓。本文主要研究應(yīng)用渦輪傳動(dòng)的范成原理，采用參數(shù)化齒條插刀動(dòng)態(tài)仿真加工和包絡(luò)生成漸開(kāi)線外渦輪的實(shí)現(xiàn)方法。利用參數(shù)化齒條插刀，沿著外渦輪毛坯作純滾動(dòng)，動(dòng)態(tài)仿真加工生成外渦輪齒廓，進(jìn)而將其拉伸成三維漸開(kāi)線圓柱渦輪。AutoLISP是進(jìn)行AutoCAD二次開(kāi)發(fā)的重要工具。LISP(List Processing Language是在人工智能學(xué)科領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，AutoLISP語(yǔ)言是嵌套在AutoCAD內(nèi)部，將LISP語(yǔ)言和AutoCAD有機(jī)結(jié)合的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。AutoLISP可直接調(diào)用幾乎全部的AutoCAD命令。本文介紹在AutoCAD平臺(tái)上模擬漸開(kāi)線渦輪范成過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方法以及AutoLISP程序設(shè)計(jì)方法形象地演示三維漸開(kāi)線渦輪的生成過(guò)程。
4.1漸開(kāi)線蝸輪齒廓形成原理
圖4-1 漸開(kāi)線的形成
1.漸開(kāi)線 2.發(fā)生線
漸開(kāi)線的形成：當(dāng)一直線BK在圓周上作 純滾動(dòng) 時(shí)，其 上 任 一 點(diǎn)K的 軌 跡 AK即 為 該 圓 的 漸 開(kāi)線。該圓稱(chēng)漸開(kāi)線的基圓，其半徑為，直線BK稱(chēng)為漸開(kāi)線的發(fā)生線，角稱(chēng)為漸開(kāi)線上點(diǎn)K的展角，如圖4-1所示根據(jù)漸開(kāi)線的形成原理和特性，漸開(kāi)線圓柱齒輪齒廓的范成形成原理為：當(dāng)一直線S及其固連在一端的直線L，同時(shí)沿基圓的圓周作純滾動(dòng)時(shí)，該直線L所包絡(luò)出的曲線即為漸開(kāi)線。直線S稱(chēng)為動(dòng)瞬心線，直線L稱(chēng)為發(fā)生線如圖4-2所示。一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，兩輪的齒廓互為包絡(luò)線。如齒輪插刀與毛坯模擬一對(duì)齒輪傳動(dòng)，則可加工出與刀刃互為包絡(luò)線的齒廓。刀刃為漸開(kāi)線，則被加工齒輪的齒廓也為漸開(kāi)線。由于在實(shí)際加工時(shí)，看不到刀具在各個(gè)位置形成包絡(luò)線的過(guò)程，通常是使用齒輪范成儀來(lái)模擬演示齒輪的范成過(guò)程，范成儀上的齒條刀具作橫向移動(dòng)，范成儀上代表被切齒輪毛坯的圖紙作定向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)齒條刀具節(jié)線與圖紙分度圓作純滾動(dòng)，如圖4-3所示齒條刀具每移動(dòng)一單位距離即在圖紙上記錄下齒條廓線，最后由一系列廓線形成的包絡(luò)線即為被切齒輪的齒廓曲線。
圖4-2 漸開(kāi)線齒廓形成原理 圖4-3 齒條插刀與蝸輪毛坯嚙合圖
4.2程序設(shè)計(jì)方法及流程圖
基于上述齒輪范成法原理，使用AutoLISP語(yǔ)言編制程序名為WoLun.lsp應(yīng)用程序。首先在AutoCAD中加載該程序，然后運(yùn)行名為WoLun的defun函數(shù)，輸入所需的參數(shù)后，程序?qū)⒆孕型瓿捎?jì)算并在屏幕上自動(dòng)演示漸開(kāi)線齒輪范成過(guò)程。程序流程如圖4-4所示設(shè)計(jì)方法及步驟：
(1)繪制齒條刀具齒廓
通過(guò)交互輸入模數(shù)、齒數(shù)、齒輪寬度、齒輪軸徑、腹板厚度（無(wú)輪輻結(jié)構(gòu)時(shí)，輸入齒輪寬度）輪轂端面半徑和輪緣端面半徑等參數(shù)后，計(jì)算分度圓直徑齒頂圓直徑、周節(jié)、齒根高；計(jì)算齒輪范成的步幅、計(jì)算齒條輪廓上的坐標(biāo)。為了顯示范成過(guò)程設(shè)置不同圖層、顏色。采用循環(huán)語(yǔ)句用多段線命令連續(xù)繪制7個(gè)梯形齒廓，然后閉合構(gòu)成封閉的齒條輪廓，并將其轉(zhuǎn)換成面域（看成齒條插刀）。
圖4-4 程序流程圖
(2)繪制齒輪齒頂圓
計(jì)算齒輪中心位置，以齒頂圓半徑繪制圓，并將其轉(zhuǎn)換成面域（看成齒輪毛坯）。
(3)范成齒廓
范成操作時(shí)，齒條刀具移動(dòng)，齒輪毛坯作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。使用雙循環(huán)編程，首先旋轉(zhuǎn)齒輪單位轉(zhuǎn)角，復(fù)制初始的齒條，每次水平增加一個(gè)步幅，然后將齒輪與齒條插刀進(jìn)行布爾運(yùn)算的差集運(yùn)算（用齒輪減去齒條插刀），直到完成所有輪齒的范成。
(4)拉伸范成的齒廓
以齒輪寬度為高度將范成的齒廓拉伸成齒輪。
(5)切割齒輪兩端面形成輪輻輪緣
創(chuàng)建右側(cè)輪緣輪廓，并拉伸成錐臺(tái)；創(chuàng)建右側(cè)輪轂輪廓，并拉伸成錐臺(tái)；將兩錐臺(tái)做差集運(yùn)算形成右側(cè)挖空的輪輻環(huán)形體。創(chuàng)建左側(cè)輪緣輪廓，并拉伸成錐臺(tái)；創(chuàng)建左側(cè)輪轂輪廓，并拉伸成錐臺(tái)；將兩錐臺(tái)做差集運(yùn)算形成左側(cè)挖空的輪輻環(huán)形體。用前面創(chuàng)建的齒輪差集減去兩環(huán)形體，即得到齒輪兩端面的輪轂、輪輻和輪緣
(6)切割軸孔
創(chuàng)建圓柱，并與以上齒輪做差集(用齒輪減去軸孔圓柱)，完成全部建模過(guò)程。
4.3阿基米德蝸桿的參數(shù)化造型程序設(shè)計(jì)原理
圓柱蝸桿傳動(dòng)如圖4-5所示，相當(dāng)于兩軸交錯(cuò)成90°的螺旋齒輪傳動(dòng)，只是小齒輪的螺旋角β1很大，而直徑卻很小，因而在圓柱面上形成了連續(xù)的螺旋面齒，即演變成了蝸桿。而與其相嚙合的大齒輪稱(chēng)為蝸輪。蝸輪的螺旋角β2很小，直徑卻很大，就像一個(gè)斜齒輪。圖4-6所示為用斜齒輪插齒刀加工蝸桿的簡(jiǎn)圖，加工時(shí)刀具與輪坯的范成運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于齒條與齒輪嚙合傳動(dòng)，此時(shí)斜齒輪分度圓在蝸桿（齒條）節(jié)線上做純滾動(dòng)。文中介紹的蝸桿造型就是模仿了插齒刀范成蝸桿的工作原理，由于齒條刀具的造型簡(jiǎn)單方便，因此造型時(shí)使用了斜齒條刀具來(lái)代替斜齒輪插齒刀。蝸桿的齒形最終由斜齒條刀具與蝸桿毛坯做范成切削運(yùn)動(dòng)而形成。
圖4-5圓柱蝸桿與蝸輪的嚙合傳動(dòng) 圖4-6范成蝸桿簡(jiǎn)圖
4.4阿基米德蝸桿的造型程序?qū)崿F(xiàn)過(guò)程
阿基米德蝸桿三維參數(shù)化造型程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4-7所示。主要步驟如下：
（1）創(chuàng)建刀具實(shí)體
阿基米德蝸桿在軸截面內(nèi)齒廓為直線（見(jiàn)圖4-8），且節(jié)圓高度處齒厚st和齒槽et的寬度相等，因而可由直齒廓外形計(jì)算出刀具截面的幾何尺寸。蝸桿的主要參數(shù)及基本尺寸如下：
主要參數(shù)為：模數(shù)m，分度圓直徑d1，齒型角a (a =20°)，齒頂高系數(shù)h0=1，頂隙系數(shù)c0=0.2，蝸桿的特性系數(shù)q，蝸桿頭數(shù)z1，旋向，蝸輪齒數(shù)z2。
基本幾何尺寸計(jì)算公式：
齒頂高h(yuǎn) = h0×m；齒根高h(yuǎn)f =h+ c0×m；全齒高h(yuǎn)h= h +hf；蝸桿的軸向齒距 px=πm；蝸桿的螺旋升角v ，tg v = z1/ q；蝸桿分度圓直徑d1= mq；蝸桿齒寬L=。
圖4-7 程序流程圖
可根據(jù)圖4-8所示的蝸桿軸截面尺寸計(jì)算出如圖4-9所示的刀具軸向截面單元各控制點(diǎn)的坐標(biāo)P1P2P3P4P5。
圖4-8 阿基米德蝸桿幾何參數(shù)圖
圖4-9 刀具軸向截面單元控制點(diǎn)圖
編程中采用了表處理函數(shù)來(lái)對(duì)各控制點(diǎn)坐標(biāo)賦值，其源程序如下：
(setq p0 (list 0 h))
(setq p1 (list (+ (car p0) (- (/ (* pi m) 4.0) (* htga))) (cadr p0)))
(setq p2 (list (+ (car p1) (* tga hh)) (- (cadr p0) hh)))
(setq p3 (list (+ (car p2) (* 2 (- (car p1) (car p0))))(cadr p2)))
(setq p4 (list (+ (car p3) (- (car p2) (car p1)))(cadr p0)))
(setq p5 (list (+ (car p4) (- (car p1) (car p0))) (cadr p0)))
調(diào)用pline 命令繪制刀具軸向截面單元圖，根據(jù)蝸桿齒寬L ，陣列多個(gè)單元圖，調(diào)用pline命令繪制封閉的齒條輪廓線。調(diào)用 region 命令將齒條輪廓線轉(zhuǎn)換為面域。根據(jù)蝸桿旋向及螺旋角繪制一條斜線作為路徑，調(diào)用extrude命令，選擇沿路徑拉伸，得到如圖4-10所示的斜齒條刀具實(shí)體。
圖4-10 創(chuàng)建刀具過(guò)程
(2)創(chuàng)建蝸桿毛坯實(shí)體
根據(jù)蝸桿模數(shù)m、頂隙系數(shù)c0、齒頂圓半徑ra 1 、倒角dd及蝸桿齒寬L可以計(jì)算出蝸桿毛坯軸截面(4-11)幾何尺寸，獲得圖中各控制點(diǎn)的源程序如下：
(setq dd (* 0.5 m))
(setq t0 '(0 0))
(setq t1 (list 0 (+ ra1 (* C0 m))))
(setq t1d (list (car t1) (- (cadr t1) dd)))
(setq t1r (list (+ (car t1) dd) (cadr t1)))
(setq t2 (list L (+ ra1 (* C0 m))))
(setq t2l (list (- (car t2) dd) (cadr t2)))
(setq t2d (list (car t2) (- (cadr t2) dd)))
(setq t3 (list L 0))
調(diào)用pline 和region 命令繪制蝸桿毛坯軸截面圖并形成面域。調(diào)用revolve 命令即得到了所需的蝸桿毛坯實(shí)體。
圖4-11 蝸桿毛坯軸截面控制點(diǎn)圖
(3)范成蝸桿
齒條刀具和蝸桿毛坯的初始位置如圖4-11所示，此時(shí)齒條的節(jié)線與蝸桿（齒條）節(jié)線重合。調(diào)用substract 命令從蝸桿毛坯減去齒條。雖然得到了被切削一次的蝸桿毛坯，但是作為刀具的齒條隨之消失。因此，必須在每次切削之前調(diào)用copy 命令復(fù)制一個(gè)齒條，復(fù)制的齒條與原齒條重合。
調(diào)用rotate 命令讓蝸桿毛坯做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角步長(zhǎng)為dt，調(diào)用move命令將復(fù)制的齒條沿X軸方向平移dx （圖4-12），當(dāng)蝸桿毛坯轉(zhuǎn)動(dòng)第 n次時(shí)，齒條平移距離 d x 要滿足dx＝nπmz1dt/360。圖4-12為范成蝸桿過(guò)程渲染圖。系統(tǒng)循環(huán)往復(fù)地做復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)和差減命令，直至蝸桿毛坯轉(zhuǎn)過(guò)360°時(shí)就得到了完整的蝸桿齒形。范成蝸桿部分源程序如下：
(setq dt (getreal "\n 輸入蝸桿范成精度："))
(command "copy" (entnext) "" os os)
(entdel (entnext))
(setq s (* pi m z1))
(setq t1 0 ss 0)
(setq ds (/ (* s dt) 360.0))
(while (<= t1 360)
(command "copy" (entlast) "" os os)
(command "move" (entlast) "" os (list (- (car
os) ss) (cadr os)))
(command "ucs" "r" "win2")
(if (= xx "-")
(command "rotate" (entnext) "" os (- dt))
(command "rotate" (entnext) "" os dt))
(command "subtract" (entnext) "" (entlast) "")
(setq t1 (+ t1 dt))
(setq ss (+ ss ds))
(command "ucs" "r" "win0"))
(while (/= oo 999)
(if (eq (entnext) (entlast))
(setq oo 999)
(entdel (entlast))))
(command "move" (entnext) "" os (list (* -0.5
L) 0))
(command "zoom" "e"))
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
一、總結(jié)
AutoCAD作為一個(gè)通用的CAD設(shè)計(jì)與繪圖應(yīng)用軟件功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、土木工程、服裝等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)與繪圖，但在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中一些繪圖功能如表面粗糙度符號(hào)的標(biāo)注、標(biāo)準(zhǔn)件和常用零件的繪圖卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為此，利用AutoCAD的強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能對(duì)專(zhuān)業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)十分必要，Auto Lisp語(yǔ)言是AutoCAD進(jìn)行開(kāi)發(fā)的基本語(yǔ)言，其Auto Lisp集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為AutoCAD二次開(kāi)發(fā)提供了方便、快捷的手段。在工作中使用Auto Lisp編寫(xiě)程序（包括AutoCAD新增的功能，常用件、標(biāo)準(zhǔn)件、表面粗糙度符號(hào)等）用于機(jī)械圖樣繪圖，方便快捷，提高工作效率。
本文基于在機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖工作中長(zhǎng)期使用AutoCAD軟件產(chǎn)生諸多不便，沒(méi)有體現(xiàn)方便快捷高效的特點(diǎn)。對(duì)Auto Lisp語(yǔ)言的研究，通過(guò)使用Visual Lisp對(duì)AutoCAD的蝸輪蝸桿二次開(kāi)發(fā)，可以解決工作中存在的問(wèn)題。第一，使用Visual Lisp將AutoCAD軟件的一些功能按照實(shí)際使用情況集成化，只需要輸入一個(gè)命令即可省去的大量操作的時(shí)間；第二，對(duì)于一些常用部件（螺栓螺母，軸承等等），都可以轉(zhuǎn)換成參數(shù)化的圖形，使用Auto Lisp編寫(xiě)程序，我們可以得到需要的不同規(guī)格種類(lèi)的部件圖，這樣大大提高工作效率，方便快捷。
參考文獻(xiàn)
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致 謝
致 謝
本論文是在導(dǎo)師XXX的悉心指導(dǎo)下完成的，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（正文，小四號(hào)宋體，1.5倍行距，段前段后0行，首行縮進(jìn)2字符。）
附 錄
附錄A XXXX
論文一般應(yīng)由8個(gè)部分組成，裝訂順序依次為：
1）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）封面
2）中文摘要、關(guān)鍵詞
3）英文摘要、關(guān)鍵詞
4）目錄
5）正文，按章節(jié)順序
6）參考文獻(xiàn)
7）致謝
8）附錄（可選）