【正文】 式中的值的變化而變化。不過在 UG 界面下比程序中繪制參數(shù)化齒輪模型要直觀、容易的多。在編寫程序方面，最后一種方案只需寫一些數(shù)值的傳遞的程序，使用的函數(shù)少，程序簡單，易于發(fā)現(xiàn)錯誤和修改調(diào)試。同時，如果能夠?qū)崿F(xiàn)，前兩種方案所得的齒輪設(shè)計模塊使用起來要比第三種方案方便。由于畢業(yè)設(shè)計時間不長，而且之前沒有接觸過有關(guān)二次開發(fā)的知識，在短時間內(nèi)無法深入學習 GRIP 和 API的知識，前兩種方案很難實現(xiàn)。第三種方案最為簡單，也最有可能在規(guī)定時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù)，達到設(shè)計目的。綜合比較這三種方案，最終選擇第三種方案作為本次設(shè)計方案。 利用二次開發(fā)工具制作系統(tǒng)菜單 設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境變量 雖然各種菜單的制作方法 ,在結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和開發(fā)過程上有一定的差異 ,但是在整個構(gòu)建過程中有其共性和相同的部分 ,就是菜單制作之前應(yīng)先設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境變量。設(shè)置了系 11 統(tǒng)環(huán)境變量， UG 才能找到開發(fā)內(nèi)容所在目錄。系統(tǒng)環(huán)境變量設(shè)置方法有以下兩種： 方法一：打開 $UG_BASE_DIR/ugii 目錄下的 文件 (該文件包含Unigraphics 系統(tǒng)的全部環(huán)境變量及系統(tǒng)路徑定義 ) ，找到下面兩條語句：UG_VENDOR_DIR=${UGALLIANCE_DIR}/vendor 和 UG_ SITE_DIR= ${UGALLIANCE_DIR}/site。將它們前面的注釋符號 “”刪除，以使它們起作用。這兩條語句其實指明了供用戶放置二次開發(fā)文件的目錄。在 Unigraphics 初始安裝時，它們不起作用，當刪除了 “”號后， UG/OPEN 才能從這些目錄下得到二次開發(fā)的功能擴展。這兩個目錄的功能和 結(jié)構(gòu)是完全相同的，下面都有 startup 和 application 兩個目錄。其中 startup 存放 Unigraphics 啟動時需載入的動態(tài)共享庫 (以 ufsta()為入口的 .dl1)及菜單腳本文件 (.men)； application目錄存放具體的功能擴展程序文件 (如應(yīng)用模塊的功能擴展共享庫 ( .dl1)及對話框資源文件 ( .dlg))。 Unigraphics 下設(shè)置的這兩個目錄是為不同等級的開發(fā)者提供的， vendor 目錄下放置 Unigraphics 指定的開發(fā)商的二次產(chǎn)品， site 目錄下存放其余開發(fā)者的產(chǎn)品。因此 vendor 目錄下同類內(nèi)容的文件要比 site 目錄下的優(yōu)先載入。此外，在 文件中還有一條語句，是用來設(shè)置用戶自己二次開發(fā)內(nèi)容的目錄：UG_USER_DIR =${HOME}，同樣將其前面的 “”號刪除，并在其后使用用戶自己的目錄替換 ${HOME}。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)先級更低 [13]。 方法二：打開 UG 安裝 目錄 UGⅡ _BASE_DIR\ UGⅡ \menus 下的 （用記事本打開），在文件最后添加開發(fā)的文件夾的絕對路徑。在添加的文件里建立兩個子目錄： startup 和 application ，分別用來放置開發(fā)的各種文本文件（ .men文件）、動態(tài)庫文件和對話框文件。 上述兩種方法中第二種方法較簡單方便，本課題采用第二種方法。打開 UG 安裝目錄 UGⅡ _BASE_DIR\ UGⅡ \menus 下的 ，在文件最后添加開發(fā)的文件夾的絕對路徑 E:\gearsopen。在 E:\gearsopen 文件夾下建立 startup 和 application 兩個子目錄。 制作菜單 本課題涉及到三個齒輪的參數(shù)化設(shè)計，因此應(yīng)在一個主菜單下建立三個子菜單。在E:\gearsopen\startup 下建立文件 ，代碼如下： VERSION 120 //菜單腳本文件的版本信息 EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR //編輯 UG 系統(tǒng)菜單文件 BEFORE UG_HELP //定義菜單位于 “幫助 ”菜單前 CASCADE_BUTTON GEARS //主菜單按鈕名 LABEL 齒輪參數(shù)化設(shè)計 //主菜單標題 END_OF_BEFORE //結(jié)束 BEFORE 定義 MENU GEARS //定義主菜單 BUTTON PRO_DESIGN //第一個子菜 單名 LABEL 直齒圓柱齒輪 //第一個子菜單標題 基于 UG的齒輪的參數(shù)化設(shè)計 12 ACTIONS PRO_DESIGN //第一個子菜單的 ID BUTTON HELICAL_GEAR //第二個子菜單名 LABEL 斜齒輪 //第二個子菜單標題 ACTIONS HELICAL_GEAR //第二個子菜單的 ID END_OF_MENU //結(jié)束菜單的定義 運行結(jié)果如圖 32 所示： 圖 3 2菜單運行效果圖 在菜單的基礎(chǔ)上，可以制作工具欄，這樣可以在工具欄點相對應(yīng)的工具來直接調(diào)用對話框。工具欄是一種快速激活相關(guān)命令的工具按鈕的集合。在 UG 中，使用菜單工具可以制作工具欄。工具欄文件是以 .tbr 為后綴名的文本文件，每個工具欄按鈕名稱應(yīng)與菜單文件中相應(yīng)按鈕的名稱相同，工具欄按鈕圖標所對應(yīng)的位圖文件，應(yīng)放置在相應(yīng)的application文件夾下。工具欄文件寫好后，應(yīng)放 在對應(yīng)的 stratup 文件夾中。編寫的工具欄文件如下： TITLE 齒輪 //工具欄標題 VERSION 160 //工具欄文件的版本信息 DOCK NO //工具欄導(dǎo)入時是浮動的 BUTTON PRO_DESIGN //直齒輪對應(yīng)按鈕的名稱 LABEL 直齒圓柱齒輪 //工具欄按鈕的標題 BITMAP //直齒輪對應(yīng)按鈕圖標 BUTTON HELICAL_GEAR //斜齒輪對應(yīng)按鈕的名稱 LABEL 斜齒輪 //工具欄按鈕的標題 BITMAP //斜齒輪對應(yīng)按鈕圖標 運行效果如圖 33 所示： 圖 3 3工具欄效果圖 13 第四章 齒輪參數(shù)化設(shè)計 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。因而，作共軛齒廓的曲線是很多的。生產(chǎn)實際中。結(jié)合設(shè)計、制造、安裝和使用方面的諸多要求 (如強度、效率、磨損、壽命、互換性 )，通常選用的定傳動比齒廓曲線有漸開線、擺線和圓弧。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 ,所以目前大部分齒輪采用漸開線齒廓。 如下圖所示，任一直線 BK 沿基圓的圓周作純滾動時，直線上任意一點 K 的軌跡AK 稱為該圓的漸開線。其中， rb為為基圓半徑， θk是漸開線上 K 點的展角 ， rK是漸開線上 K 點的向徑， αK為漸開線 K 點的壓力角。 圖 4 1漸開線形成圖 漸開線的性質(zhì)為： (1)發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長 ,即直線 BK 與弧 AB 的長度相等； (2)當發(fā)生線沿基圓作純滾動時 ,切點 B為其速度瞬心 , 因此 KB必垂直于漸開線上 K點的切線 ,即發(fā)生線為漸開線在 K 點的法線 ,漸開線上任一點的法線恒與基圓相切； (3)發(fā)生線與基圓的切點 B 也是漸開線在 K 點處的曲率中心 ,線段 BK 是相應(yīng)的曲率半徑。漸開線離基圓愈遠 (rK愈大 ),曲率半徑愈大 ,漸開線越平直。 K 點在基圓上起點處的曲率半徑為零。 (4)漸開線的形狀取決于基圓的大小 ,即由不同大小的基圓所形成的漸開線 ,在相等展角處的曲率半徑的大小隨基圓半徑 rb的增大而增大，當基圓半徑為無窮大時，其漸開線 AK 將成為垂直于發(fā)生線 NK 的直線，故齒條的漸開線齒廓曲線為直線。 (5)基圓以內(nèi)無漸開線。 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： (1) 漸開線齒廓能滿足定傳動比傳動 ——保證了機器運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性； 基于 UG的齒輪的參數(shù)化設(shè)計 14 (2) 漸開線齒廓之間的正壓力方向不變 ——有利于齒廓傳動的平穩(wěn)性； (3) 漸開線齒廓具有傳動可分性 ——對齒輪制造和安裝十分有利。 以上討論了漸開線的一些性質(zhì)，但在漸開線齒輪三維參數(shù)化造型的過程中，還需要進一步知道輪齒漸開線齒形的各點坐標值。 由圖 41，根據(jù)漸開線的性質(zhì)，可得 ? ?cos bK Krr ?? ? ? ? ?ta n b K KK K Kbr r??? ? ??? ? ? 連立上述兩式即得漸開線的極坐標參數(shù)方程式： ? ?cos bK Krr ?? ? ? ? ?ta nK K K Kin v? ? ? ???? 在 UG 里畫漸開線時，使用的是直角坐標系，因此，我們應(yīng)把漸開線方程轉(zhuǎn)化成直角坐標系的形式。轉(zhuǎn)化后公式為： ? ?c os( ) sin( )bxr ? ? ?? ? ? ? ? ?sin( ) c os( )byr ? ? ?? ? ? ? 其中 kk ??? ?? 漸開線輪廓的繪制 使用 UG 畫漸開線過采用表達式生成法。 UG 的表達式是算術(shù)或條件語句，它可以用來控制同一個零件上的不同特征間的關(guān)系。利用 UG 的表達式并利用漸開線方程的計算公式，建立表達式生成漸開線曲線。具體過程如下： (1)、新建一個部件，進入建模模塊，在表達式窗口中添加下列表達式： m=5； // 模數(shù) z=19； // 齒數(shù) a=20； // 壓力角 h=1； // 齒頂高系數(shù) c=； // 頂隙系數(shù) B=9； // 齒輪厚度 d=m*z； // 分度圓直徑 db=m*z*cos(a)； // 基圓直徑 15 da=(z+2)*m； // 齒頂圓直徑 df=()*m； // 齒根圓直徑 t=1； // 系統(tǒng)參數(shù) al=45*t； // 角變量 xt=*db*cos(al)+(al*pi()/360)*db*sin(al)； // 漸開線在 x方向的參數(shù)方程 yt=*db*sin(al)(al*pi()/360)*db*cos(al)； // 漸開線在 y方向的參數(shù)方程 zt=0； // 漸開線在 y方向的參數(shù)方程 (2)選擇 “插入 —曲線 —規(guī)律曲線 ”菜單或單擊曲線工具欄中的 “規(guī)律曲線 ”按鈕，出現(xiàn) “規(guī)律函數(shù) ”對話框，選擇其中的 “根據(jù)方程 ”選擇按鈕并確定，如下圖所示 [14]。 圖 4 2選擇規(guī)律曲線方式 (3)以 t 為系統(tǒng)參數(shù)定義 x軸、 y軸、 z軸的參數(shù)并依據(jù)方程 xt、 yt、 zt 的值，選擇原點為基圓的圓心，繪制出如下漸開線。如下圖所示。 圖 4 3漸開線 直齒圓柱齒輪的參數(shù)化設(shè)計 數(shù)學模型 直齒圓柱齒輪的端面齒廓 (垂直于 軸線的剖面中的齒形 )是漸開線齒廓。直齒輪的輪齒方向 (齒向 )與其軸線是平行的，如果在垂直于軸線作無數(shù)的剖面，則這些剖面與直齒相交，得到無數(shù)薄片的輪齒，其齒形都是漸開線，而且形成過程完全一樣，因此具有相同的形狀。這些無數(shù)薄片輪齒的漸開線齒形沿著軸線排列所組成的齒面稱作漸開線齒面。直齒輪的漸開線齒面常稱為漸開面。漸開線直齒圓柱齒輪是漸開線齒輪中結(jié)構(gòu)最簡單的齒輪，實現(xiàn)直齒圓柱齒輪的參數(shù)化精確建模是實現(xiàn)其他齒輪建模的基礎(chǔ)。 漸開線直齒圓柱齒輪的重要的基本參數(shù)有：模數(shù) m、齒數(shù) z、分度圓壓力角 α、齒頂高系數(shù) h*、頂隙系數(shù) c*。另外齒輪齒寬 B 也是齒輪的一個重要參數(shù)?，F(xiàn)簡要介紹齒基于 UG