【正文】 ..... 18 5 對(duì)話框設(shè)計(jì) .................................................................................................................................................................... 20 6 結(jié)論與展望 ......................................................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................................. 25 4 1 緒論 研究背景 20 世紀(jì) 70 年代以來，一個(gè)以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為代表的新技術(shù)改革浪潮席卷了全世界，它不僅促進(jìn)了計(jì)算機(jī)本身性能的提高和更新?lián)Q代，而且?guī)缀跤绊懙饺考夹g(shù)領(lǐng)域，沖擊著傳統(tǒng)的工作模式。 漸開線齒輪作為各種機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中的重要裝置具有傳動(dòng)比大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠性高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用。進(jìn)算計(jì)輔助設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，為參數(shù)化設(shè)計(jì)提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。因此，設(shè)計(jì)人員能夠自行開發(fā)滿足自己特殊需要的產(chǎn)品。目前國際上流行的三維 Cad 軟件主要有 Pro/E、 Catia、 UG 等，這些軟件全為國外公司開發(fā)的，國外由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的比較早，所以軟件技術(shù)相應(yīng)的比較成熟。作為一款實(shí)用的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件包， UG 為用戶提供了強(qiáng)大的復(fù)合建模手段，包括實(shí)體建模、自由曲面建模、特征建模、裝配建模等基本建模功能。參數(shù)化設(shè)計(jì)模型是以約束來表達(dá)產(chǎn)品模型的形狀特征 ,以一組參數(shù)來控制設(shè)計(jì)結(jié)果 ,從而能通過變換一組參數(shù)值 ,方便地創(chuàng)建一系列形狀相似的零件。參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有 : 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能為初始產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模和修改系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了有效的手段 。它實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與基于產(chǎn)品和過程的知識(shí)工程的組合，顯著地改進(jìn)了如汽車、航天航空、機(jī)械、消費(fèi)產(chǎn)品、醫(yī)療儀器和工具等工業(yè)的生產(chǎn)率。 NX 是一個(gè)全三維、雙精度系統(tǒng)，它允許用戶精確地描述幾乎任一幾何形狀。NX4的特點(diǎn)是： 為了數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)集成的自動(dòng)化； 在所有開發(fā)學(xué)科中的新能力，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、防真、工裝、加工和管理； 在一個(gè)全面的產(chǎn)品生命周期管理（ PLM） 6 解決力案內(nèi)的領(lǐng)先前沿的 CAD、 CAE和 CAM技術(shù)。 UG/Open 包括以下幾個(gè)部分：UG/Open Menu scrip 開發(fā)工具，對(duì) UG 軟件操作界面進(jìn)行用戶化開發(fā)，無須編程即可對(duì)UG標(biāo)準(zhǔn)菜單進(jìn)行添加、重組、剪裁或在 UG軟件中集成用戶自己的軟件功能； UG/Open UI Styler 開發(fā)工具是一個(gè)可視化編輯器，用于創(chuàng)建類似 UG的交互界面，利用該工具，用戶可為 UG/Open 應(yīng)用程序開發(fā)獨(dú)立于硬件平臺(tái)的交互界面； UG/Open API 開 發(fā)工具提供了 UG軟件直接編程接口，支持 C、 C++、 Fortran 和 Java 等主要高級(jí)語言； UG/Open GRIP開發(fā)工具是一個(gè)類似 API 的 UG 內(nèi)部開發(fā)語言，利用該工具用戶可生成 NC 自動(dòng)化或自動(dòng)建模等用戶的特殊應(yīng)用。 GRIP 語言與一般的通用語言一樣，有其自身的語法結(jié)構(gòu)，程序結(jié)構(gòu)，內(nèi)部函數(shù)，以及與其他通用語言程序相互調(diào)用的接口。 b)GPA 符號(hào)格式。例如在屬性、繪圖和尺寸標(biāo)注以及幾何體等領(lǐng)域與 UG進(jìn)行交互操作時(shí)，其參數(shù)可用 EDA 格式的命令取得。要考慮程序的各個(gè)細(xì)節(jié)問題。通過 UG/Open API 的編程，用戶幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)所有的 UG 功能。 （ 3） 創(chuàng)建并管理用戶定義對(duì)象等。 終止函數(shù)是 UF_ terminate()，當(dāng)不再調(diào)用 UG/Open API 的函數(shù)時(shí)必須調(diào)用 UF_ terminate()來釋放執(zhí)行許可。 UG/Open Menu Script UG/Open Menu Script 不僅可以使用戶利用 ASCⅡ 文件來編輯 UG的菜單，也可以以一種無縫集成的方式為用戶開發(fā)的應(yīng)用程序創(chuàng)建菜單。這種級(jí)別的自定義不需要編程實(shí)現(xiàn)。 UG的菜單文件是擴(kuò)展名為 .men的文本文件，可以使用 Windows 的記事本進(jìn)行編輯。 使用 UG/Open Menu Script自定義 UG菜單可以有兩種方法，分別是使用 Addon 菜單文件和復(fù)制和編輯系統(tǒng)菜單文件。使用 Addon 菜單文件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它可以被 UG 很方便地自動(dòng)加載。 UG/Open UI Styler 模塊提供了強(qiáng)大的制作 UG 風(fēng)格窗口的功能，其主要功能如下： (1) 提供了讓開發(fā)人員建造 UG 風(fēng)格對(duì)話框的可視化環(huán)境，并能生成 UG/Open UI Styler 文件和 C 代碼，從而使用戶在使用 UG/Open UI Styler 產(chǎn)生的對(duì)話框時(shí)，不必考慮圖形用戶界面 (Graphical User Interface 縮寫為 GUI )的實(shí) 現(xiàn)。 (5) 提供了屬性編輯器，從而允許開發(fā)人員設(shè)置和修改控件屬性。UG/Open UI Styler 工具和 UG/Open Menu Script 工具一樣，都只具有某一方面的功能：UG/Open UI Styler 用于對(duì)話框的開發(fā)， UG/Open Menu Script 用于菜單的開發(fā)。例如，執(zhí)行齒輪生成的程序集，可以用 User Tools 工具產(chǎn)生兩個(gè)對(duì)話框分別為直齒輪和斜齒輪，然后在相應(yīng)的對(duì)話框上進(jìn)行操作就生成相應(yīng)種類的齒輪。一種比較簡單的實(shí)現(xiàn)方法：拷貝 UG 中的模板文件 9 到 UG啟動(dòng)目錄下，然后編輯模板文件，實(shí)現(xiàn)所需要的功能。若利用 User Tools 這個(gè)工具，用戶可以將多個(gè) GRIP 或 API 函數(shù)所編寫的程序集成到一個(gè) User Tools對(duì)話框或者工具條中，一個(gè)程序?qū)?yīng)一個(gè)控件，通過操作控件來調(diào)用程序，使用起來就非常方便。之后更重要的是編寫一定的程序，程序的作用是讀取對(duì)話框中的參數(shù)并自動(dòng)生成所需的實(shí)體模型。其中程序的編寫是使用 API 語言的表達(dá)式功能。將新生成的部件另存，保留原部件，這樣就可以隨時(shí)生成需要的齒輪了。將它們前面的注釋符號(hào) “” 刪除，以使它們起作用。 10 其中 startup 存放 Unigraphics 啟動(dòng)時(shí)需載入的動(dòng)態(tài)共享庫 (以 ufsta()為入口的 .dl1)及菜單腳本文件 (.men)； application 目錄存放具體的功能擴(kuò)展程序文件 (如應(yīng)用模塊的功能擴(kuò)展共享庫 ( .dl1)及對(duì)話框資源文件 ( .dlg))。例如， UG_USER_DIR=E:\ugapi，在此目錄下也必須建立目錄 startup和 application，存放的內(nèi)容和 site及 vendor下的 startup、application 一樣 ,不過它的優(yōu)先級(jí)更低。打開 UG 安裝目錄 UGⅡ_BASE_DIR \ UGⅡ \menus 下的 ，在文件最后添加開發(fā)的文件夾的絕對(duì)路徑 E:\gearsopen。工具欄是一種快速激活相關(guān)命令的工具按鈕的集合。編寫的工具欄文件如下： TITLE 齒輪 //工具欄標(biāo)題 VERSION 160 //工具欄文件的版本信息 DOCK NO //工具欄導(dǎo)入時(shí)是浮動(dòng)的 BUTTON PRO_DESIGN //直齒輪對(duì)應(yīng)按鈕的名稱 LABEL 直齒圓柱齒輪 //工具欄按鈕的標(biāo)題 BITMAP //直齒輪對(duì)應(yīng)按鈕圖標(biāo) BUTTON HELICAL_GEAR //斜齒輪對(duì)應(yīng)按鈕的名稱 LABEL 斜齒輪 //工具欄按鈕的標(biāo)題 BITMAP //斜 齒輪對(duì)應(yīng)按鈕圖標(biāo) 運(yùn)行效果如圖 32所示： 圖 3 2工具欄效果圖 4 齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) 漸開線的形成原理 從理論上講 ,只要給出一條齒廓曲線 ,就可以根據(jù)齒廓嚙合的基本定律 (用圖解法或解析法 )求出與其共軛的另一條齒廓曲線。由于漸開線齒廓具有制造容易、便于安裝、互換性好等多方面優(yōu)點(diǎn) ,所以目前大部分齒輪采用漸開線齒廓。漸開線離基圓愈遠(yuǎn) (rK愈大 ),曲率半徑愈大 ,漸開線越平直。 基于漸開線的上述性質(zhì)，用漸開線作為齒廓的齒輪有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 漸開線齒廓能滿足定傳動(dòng)比傳動(dòng) —— 保證了機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性； (2) 漸開線齒廓之間的正壓力方向不變 —— 有利于齒廓傳動(dòng)的平穩(wěn)性； (3) 漸開線齒廓具有傳動(dòng)可分性 —— 對(duì)齒輪制造和安裝十分有利。 UG的表達(dá)式是算術(shù)或條件語句，它可以用來控制同一個(gè)零件上的不同特征間的關(guān)系。如下圖所示。直齒輪的漸開線齒面常稱為漸開面?，F(xiàn)簡要介紹齒輪各基本參數(shù)及對(duì)其他尺寸的影響。 （ 2）分度圓壓力角 α 有漸開線的形成原理 )arccos( kbk rr?? ，對(duì)于同一漸開線齒廓，不同圓周上的壓力角是不同的，基圓上的壓力角為零，離基圓越遠(yuǎn)的圓，半徑越大，該圓上的壓力角也越大。 ，在某些場合也用 176。 等齒輪。 直齒齒輪的其他參數(shù)還有分度圓直徑 d、齒頂圓直徑 da、齒根圓直徑 df、基圓直徑db和變位系數(shù) x，各參數(shù)間的關(guān)系如下 圖 44 所示 ： 圖 4 4直齒圓柱齒輪表達(dá)式 直齒圓柱齒輪的幾何特征相對(duì)簡單，其中的參數(shù)化建模重點(diǎn)與難點(diǎn)應(yīng)該在端面漸開線輪齒齒廓的參數(shù)化創(chuàng)建，漸開線齒廓的的形狀取決于基圓的大小，而基圓的大小取決于齒輪的齒數(shù) z、模數(shù) m、和壓力角 α 。所剩下的曲線的圓心角等于一個(gè)齒距所對(duì)應(yīng)的圓心角。環(huán)行陣列 z 個(gè)齒槽特征，就得到一個(gè)齒輪?；鶊A較大時(shí)，漸開線和齒根圓之間應(yīng)該有圓弧過渡；齒根圓較大時(shí)，應(yīng)把多余的那段漸開線剪去。 選擇基本曲線 繪制出 齒頂圓、齒根圓和基圓，畫出一條直線，該直線 為坐標(biāo)原點(diǎn)和漸開線終點(diǎn)的連線，再采用變換命令讓次直線繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一角度，次角度應(yīng)為360/(4*z)。然后在對(duì)齒形進(jìn)行拉伸，高度和齒根圓拉伸的高度一樣，形成齒如圖 55 所示。 斜齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) 在生產(chǎn)中廣泛用到斜齒輪，雖然使用斜齒輪傳遞動(dòng)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力，但與直齒輪 17 相比，有明顯的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）嚙合性能好：斜齒圓柱齒輪輪齒之間是一種逐漸嚙合過程，輪齒上的受力也是逐漸由小到大，再由大到?。灰虼诵饼X輪嚙合較為平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適用于高速、大功率傳動(dòng)。但是，齒輪是有一定寬度的，因此，端面上的點(diǎn)和線，實(shí)際上代表著齒輪上的線和面。這些漸開線的集合，就形成了以螺旋線為初始線的漸開線曲面，稱為漸開螺旋面。用滾齒法加工的斜齒輪 , 其法面參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值，在計(jì)算斜齒輪的幾何尺寸時(shí) ,常需用到的端面參數(shù)。斜齒輪各個(gè)主要參數(shù)間的關(guān)系如下： 端面模數(shù) ? ?/ costnmm ?? 端面壓力角 ? ? ? ? ? ?ta n ta n / c ostn? ? ?? 端面齒頂高系數(shù) ? ?* * cosat anhh ??? 端面頂隙系數(shù) ? ?* * costncc ??? 端面變位系數(shù) ? ?costnxx ??? 分度圓直徑 td m z?? 基圓直徑 ? ?cosb t tdm ??? 齒頂圓直徑 ? ?2*a t a t td d m h x? ? ? ? ? 18 齒根圓直徑 ? ?*2*f t a t t td d m h c x? ? ? ? ? ? 斜齒輪的建模 斜齒輪的建模于直齒輪的建模有所不同，騎主要為： 斜齒輪的輪齒與齒根圓柱實(shí)體的軸線成一定角度。最后將齒槽環(huán)形列陣，得到齒輪 19 圖 4 14 齒槽 圖 4 15斜齒輪 20 5 對(duì)話框設(shè)計(jì) 程序要將對(duì)話框和部件模型聯(lián)系起來，在程序中必然要調(diào)用對(duì)話框，并有相應(yīng)的程序相應(yīng)對(duì)話框中的控件。 在 UG中，單擊下拉菜單 “ 應(yīng)用 ” —— “ 用戶界面編輯器 ” ，即可進(jìn)入 UI Style 模塊，操作界面如 圖 51所示。選擇對(duì)象瀏覽器中最頂層的對(duì)話框，就可以在資源編輯器中對(duì)對(duì)話框的屬性進(jìn)行編輯。根據(jù)需要設(shè)置后如圖 53 所示。根據(jù)程序需要編輯后如圖 54 所示 。屬性選項(xiàng)卡中可以編輯標(biāo)簽、控件名等。最后，直齒圓柱齒輪的對(duì)話框如圖 56所示 。要使用 UG/Open API 應(yīng)用程序正常運(yùn)行，必須正確設(shè)置編譯和連接選項(xiàng)。斜齒輪和直齒錐齒輪的程序設(shè)計(jì)完成后，運(yùn)行結(jié)果如圖 58 和 59 所示。 然而，由于時(shí)間倉促，仍有許多方面值得進(jìn)一步完善，齒輪的系列比較單調(diào)，沒有進(jìn)行系統(tǒng)的分類。 具體 分述如下： （一） 題目 題目應(yīng)力求簡短、精確、有概括性，直接反映畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的中心內(nèi)容和學(xué)科特點(diǎn)。目錄獨(dú)立成頁，以章、節(jié)、 小節(jié)