【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 α = Val() L2 = Val() B = Val() L3 = Val() L4 = Val() d = Val() b2 = Val() t2 = Val() T = 9550000 * p / n la = L2 + B + L3 / 2 a / 2 lb = L4 B / 2 + L3 / 2 Fh1 = Fh * lb / (la + lb) Fv1 = Fv * lb / (la + lb) Mh = Fh1 * la Mv = Fv1 * la M = (Mh + Mv) ^ W = PI * d * d * d / 32 b2 * t2 * (d t2) ^ / 2 / d σca = (M ^ 2 + (α * T) ^ 2) ^ / W If σca = σ Then = 安全 (強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)完成 , , , ) Else = 不安全 (強(qiáng)度不滿足要求,請(qǐng)重新選擇參數(shù), , , ) End If End Sub對(duì)于精度要求較高的軸，我們還需對(duì)其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。這種校核計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上，即可通過(guò)分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面（這時(shí)不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對(duì)尺寸等因素影響的程度），按式33求出計(jì)算安全系數(shù) ，即 (32)僅有法向應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足 (33)僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)，應(yīng)滿足 (34)為了把繁瑣的校核計(jì)算簡(jiǎn)化，開(kāi)發(fā)出其校核界面，通過(guò)輸入需要的參數(shù)和圖標(biāo)查詢即可得到校核結(jié)果。其界面如圖35所示：圖35安全系數(shù)校核界面【計(jì)算】按鈕程序代碼： Private Sub Button3_Click(ByVal sender As , ByVal e As ) Handles Dim d, W, Wt, M總, T, σb, τt, p, n, d4 As New Single Dim Fh, Fv, a, L2, B, L3, L4, Fh1, Fh2, Fv1, Fv2, la, lb, Mh, Mv, M, qσ, qτ, kσ, εσ, ετ, ασ, ατ, βσ, βτ, kτ As New Single Dim K彎, K切, Sσ, Sτ, Sca, ψτ, ψσ, σ, τ, S As New Single d = Val() p = Val() n = Val() a = Val() Fh = Val() Fv = Val() L2 = Val() B = Val() L3 = Val() L4 = Val() d4 = Val() T = 9550000 * p / n la = L2 + B + L3 / 2 a / 2 lb = L4 B / 2 + L3 / 2 Fh1 = Fh * lb / (la + lb) Fv1 = Fv * lb / (la + lb) Mh = Fh1 * la Mv = Fv1 * la M總 = (Mh + Mv) ^ W = * d * d * d 39?？箯澖孛嫦禂?shù) Wt = * d * d * d 39?？古そ孛嫦禂?shù) M = M總 * (L4 a) / (L3 / 2 + L4 a) σb = M / W τt = T / Wt σ = Val() τ = Val() ασ = Val() ατ = Val() qσ = Val() qτ = Val() εσ = Val() ετ = Val() βσ = Val() βτ = Val() ψσ = Val() ψτ = Val() S = Val() kσ = 1 + qσ * (ασ 1) kτ = 1 + qτ * (ατ 1) K彎 = kσ / εσ + 1 / βσ 1 K切 = kτ / ετ + 1 / βτ 1 Sσ = σ 1 / (K彎 * σb) Sτ = τ 1 / (K切 * τt + ψτ * τt) Sca = Sσ * Sτ / (Sσ * Sσ + Sτ * Sτ) ^ If Sca = S Then = 安全 (強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)完成 , 提示, , ) Else = 不安全 (強(qiáng)度不滿足要求,請(qǐng)重新選擇參數(shù), 提示, , ) End If End Sub(2)對(duì)于僅僅(或主要)承受扭矩的軸（傳動(dòng)軸），應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。這種方法只是按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為: (35)式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；—軸所受的轉(zhuǎn)矩，；—軸的抗扭截面系, ；—軸的轉(zhuǎn)速, ；—軸傳遞的功率，；—計(jì)算截面處得得直徑，；[]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，查表即可得到。其界面如下圖36所示：圖36按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度?！居?jì)算】按鈕程序代碼：Private Sub Button1_Click(ByVal sender As , ByVal e As ) Handles Dim p, n, d As New Single Dim T As New Single Dim Wt As New Single Dim τt As New Single Dim τ As New Single p = Val() n = Val() d = Val() τ = Val() T = 9550000 * p / n Wt = * d * d * d τt = T / Wt If τt = τ Then = 安全 (強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)完成 , , , ) Else = 安全 (強(qiáng)度滿足要求，設(shè)計(jì)完成 , , , ) End If End Sub Pro/E的參數(shù)化設(shè)計(jì)Pro/E系統(tǒng)最典型的特點(diǎn)是參數(shù)化，體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)控制模型外，還在尺寸間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式，使其保持始終相對(duì)的大小，位置或約束條件，在零件模式下，系統(tǒng)允許建立特征之間的關(guān)系式，使零件中的不同特征產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，此時(shí)創(chuàng)建的參數(shù)關(guān)系式或?yàn)榱慵P(guān)系式。參數(shù)化設(shè)計(jì)，也叫尺寸驅(qū)動(dòng)，其本質(zhì)是對(duì)同一結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品通過(guò)修改尺寸來(lái)生成新規(guī)格的產(chǎn)品，只需在相應(yīng)的軟件平臺(tái)上輸入零件的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，就會(huì)準(zhǔn)確的、自動(dòng)的生成相應(yīng)的零件模型。軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)主要是對(duì)二維圖形的基本尺寸中的各軸段長(zhǎng)度及直徑(、倒角及鍵槽特征等的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，參數(shù)之間用關(guān)系進(jìn)行約束限定。為了能讓軸的尺寸以參數(shù)驅(qū)動(dòng)，需要對(duì)軸的基本設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，參數(shù)之間的相互約束關(guān)系作為尺寸驅(qū)動(dòng)模型的依據(jù)?！緟?shù)】對(duì)話框如圖3－7所示。圖37【參數(shù)】對(duì)話框 與Pro/E的鏈接VB應(yīng)用程序接口(Visual Basic Application Programming Interface，VBAPI)是為Pro/E Wildfire (Visual Basic Toolkit for Pro/ENGINEER)，采用Microsoft Visual Studio 2005以上版本作為集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持VB．NET語(yǔ)言，其界面設(shè)計(jì)、代碼編制和程序調(diào)試均十分方便，是一種高效、便捷的開(kāi)發(fā)技術(shù)。利用Pro/VBAPI開(kāi)發(fā)工具包和Pro/E參數(shù)化特征造型技術(shù)的支持，可以開(kāi)發(fā)具有可重用性、可擴(kuò)展性和靈活的應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字模型的系列化設(shè)計(jì)?；赩B API二次開(kāi)發(fā)的程序運(yùn)行模式是異步模式，即所開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序可以獨(dú)立于Pro/E主程序而單獨(dú)啟動(dòng)，可以在應(yīng)用程序先啟動(dòng)后再啟動(dòng)Pro/E主程序或直接連接到正在運(yùn)行Pro/E的一個(gè)進(jìn)程中。異步模式應(yīng)用程序的運(yùn)行過(guò)程如圖38所示：圖38 異步模式開(kāi)發(fā)模式在上圖可以看出,異步模式二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)重要的核心問(wèn)題是基礎(chǔ)模型的正確建立,這也是二次開(kāi)發(fā)的前提條件。這就要求各特征之間應(yīng)有合適的參照關(guān)系,因?yàn)槟硞€(gè)特征的修改或刪除而影響到其他特征,而且模各尺寸關(guān)系應(yīng)明確,形成對(duì)模型的完全約束。采用VB API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的基本步驟和使用的主要類與方法如圖39所示。,因此在此開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)于重復(fù)使用的代碼部分要建立自定義類和方法進(jìn)行處理。： 圖39 基本開(kāi)發(fā)步驟，而系列化和模塊化設(shè)計(jì)則是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的重要技術(shù)手段，其目的是為了滿足“對(duì)產(chǎn)品多樣化、瞬變性等需求”。在Pro/E環(huán)境下三維模型系列化設(shè)計(jì)主要通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)控制產(chǎn)品數(shù)字模型的系列生成。三維模型的生成方式利用Pro/VBAPI應(yīng)用程序進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)的三維模型主要有兩種生成方式:第一種是采用工具包中提供的特征創(chuàng)建函數(shù)在Pro/E環(huán)境下直接創(chuàng)建三維模型。第二種是采用工具包中提供的參數(shù)訪問(wèn)函數(shù)控制三維模型。前者不需要事先建立的三維模型樣板，直接由Pro/VBAPI應(yīng)用程序創(chuàng)建全新的三維模型。后者則需要事先建立三維模型樣板，Pro/VBAPI應(yīng)用程序只是通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)作為紐帶間接派生新的三維模型。兩種三維模型生成方式如下圖310所示。圖310 兩種三維模型生成方式顯然，第一種方式涉及特征的幾何和拓?fù)潢P(guān)系，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，可重用性差，產(chǎn)品的變更需修改甚至重新設(shè)計(jì)程序代碼。第二種方式由于不涉及具體特征，參數(shù)訪問(wèn)的代碼設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，程序與模型分離，程序不僅具有良好的可重用性，而且也便于維護(hù)。三維模型樣板是系列化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品母型，在Pro/E環(huán)境下通過(guò)交互的方式構(gòu)建。由于在Pro/E環(huán)境下構(gòu)建的三維模型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了組成特征的全約束，因而通過(guò)參數(shù)來(lái)控制三維模型的形態(tài)變化和生成是比較容易的。為了使設(shè)計(jì)參數(shù)變化不會(huì)導(dǎo)致在三維模型更新時(shí)出現(xiàn)異常，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)。1)用關(guān)系式約束特征參數(shù)。三維模型樣板用一組設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)確定主要零/部件形態(tài)和結(jié)構(gòu)尺寸、零件各特征之間的位置尺寸以及組成零件之間的裝配關(guān)系等。系列化設(shè)計(jì)的某一組尺寸是互相獨(dú)立的設(shè)計(jì)參數(shù)，此參數(shù)作為用關(guān)系式約束的其他特征參數(shù)的自變量。用交互方式構(gòu)建三維模型時(shí)(包括在組件環(huán)境下建立的裝配模型以及在零件環(huán)境下構(gòu)建的元件模型)，Pro/E系統(tǒng)將自動(dòng)生成一組尺寸符號(hào)(變量名)，將尺寸符號(hào)用關(guān)系式的形式約束，即可實(shí)現(xiàn)特征的參數(shù)控制。2)用布局功能實(shí)現(xiàn)參數(shù)共享。通常產(chǎn)品數(shù)字模型采用Pro/E組件(裝配)的形式創(chuàng)建，一組設(shè)計(jì)參數(shù)將被該組件模型及其所有下級(jí)元件(零件)或子組件(子裝配)所共享。由于在組件環(huán)境下創(chuàng)建的參數(shù)不能被下級(jí)零件或子裝配檢索，在零件或子裝配環(huán)境中創(chuàng)建的參數(shù)也不能為上級(jí)裝配環(huán)境檢索，因而不能采用僅對(duì)組件或零件有效的參數(shù)來(lái)控制三維模型。解決的途徑是先在Pro/E的布局(Layout)環(huán)境下創(chuàng)建統(tǒng)一的參數(shù)表，然后在組件和零件環(huán)境中引用該布局文件即可使用參數(shù)表中的參數(shù)。這樣既減少了參數(shù)表的重復(fù)創(chuàng)建，又實(shí)現(xiàn)了參數(shù)表的共享，如圖311所示。 圖311通過(guò)布局文件實(shí)現(xiàn)參數(shù)表共享3)盡可能不采用有依賴關(guān)系的裝配約束。由于設(shè)計(jì)參數(shù)是一組與系列尺寸相關(guān)的變量，取值會(huì)在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。如果一組參數(shù)的取值不合理，往往會(huì)造成具有依賴關(guān)系的特征或裝配的再生失敗，使三維模型的更新出現(xiàn)異常中斷。這種情形在選擇零件的形態(tài)特征作為參照時(shí)或直接從某一零件中提取輪廓線作為其他零件的截面特征時(shí)極易出現(xiàn)。從理論上分析，可以通過(guò)對(duì)三維模型施加正確的約束關(guān)系和對(duì)參數(shù)的取值范圍給予符合邏輯關(guān)系的限制來(lái)避免出現(xiàn)類似情況，但在程序開(kāi)發(fā)階段要做到這一點(diǎn)是困難的。特征