【正文】 nient supports to designers.Based on Visual List Processing Language platform development put forward a kind of parametric programming to solve plex parts drawing shape of programming problem. The design of crankshaft with the aid of the dialog frame designed by using Dialog Control Language and driven by Visual List Processing Language is studied in this paper．This method has the advantages of visualiz8tion rapidity and convenience． User can input or modify the parameters easily． This method can avoid the disadvantages caused by using Auto LISP language，and don’t need to exchange data be—tween AutoCAD and other advanced languages．Key words: The second development for AutoCAD。在基于Visual LISP平臺(tái)開發(fā)上提出了一種參數(shù)化編程來解決繪制形狀復(fù)雜多變的零件的編程問題，并且利用DCL設(shè)計(jì)對(duì)話框，利用Visual LISP語言予以驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。摘要本文在AutoCAD2022的Visual lisp工作環(huán)境下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸參數(shù)化設(shè)計(jì)進(jìn)行二次開發(fā)，通過對(duì)曲軸展開基于特征的參數(shù)化進(jìn)行研究，探討了其實(shí)現(xiàn)方法，參數(shù)化方法使用戶構(gòu)造幾何模型時(shí)可以集中于概念和整體設(shè)計(jì)、充分發(fā)揮創(chuàng)造性、提高設(shè)計(jì)效率?；谔匕l(fā),為設(shè)計(jì)者提供了方便。本設(shè)計(jì)形象、直觀、快捷，既方便了用戶輸入和修改數(shù)據(jù)，克服單純用AutoLISP語言編寫代碼的不直觀性、源代碼保密性差的缺點(diǎn)，且不必用其它高級(jí)語言與AutoCAD進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，使程序與AutoCAD系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 Dialog Control Language。 Crankshaft。國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，也急切要求有與之相適應(yīng)的、完全適合我國(guó)國(guó)情的CAD系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是內(nèi)燃機(jī)中最重要的零件之一，其主要功用是傳遞與輸出動(dòng)力。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的眾多構(gòu)成件中，曲軸是最重要、載荷最重、價(jià)格最貴的零件之一，被喻為發(fā)動(dòng)機(jī)的脊梁骨。但曲軸的生產(chǎn)主要是為主機(jī)配套，國(guó)內(nèi)曲軸系列化、通用化和規(guī)范化程度很低，即使同一型號(hào)的曲軸，零件圖紙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異，互不通用。由此可見，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況條件及發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)出一套列系列化、通用化的曲軸，以供各式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)匹配時(shí)選用，是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸設(shè)計(jì)的未來之路。參數(shù)化設(shè)計(jì)極大地改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計(jì)的柔性，在概念設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配、公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用，體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值。多數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯然的對(duì)應(yīng)，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動(dòng)，所以也稱為參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)，參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形的功能，成為初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模、修改系列化設(shè)計(jì)、多方案比較和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有效手段。所謂參數(shù)化繪圖是指用一組參數(shù)來定義幾何圖形的尺寸數(shù)值，并構(gòu)造尺寸關(guān)系，然后提供給設(shè)計(jì)師進(jìn)行幾何造型的一種方法。參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要技術(shù)特點(diǎn)有以下4種：1)約束：用一些法則或限制條件來規(guī)定構(gòu)成物體的各元素之間的關(guān)系。尺寸約束一般指對(duì)大小、角度、直(半)徑、坐標(biāo)位置等可測(cè)量的數(shù)值量進(jìn)行限制。其優(yōu)點(diǎn)在于：用尺寸的形狀控制了幾何形狀。4)基于特征的設(shè)計(jì)：指將某些具代表性的平面幾何形狀定義為特征，并將其尺寸存為可調(diào)參數(shù)，用來形成實(shí)體，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行復(fù)雜的幾何形體構(gòu)造。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀目前世界上已有很多著名的通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,CAD)軟件，如Pro/Engineer、IDEAS、AutoCAD、Solidworks 等。然而，對(duì)于特定企業(yè)的特殊產(chǎn)品設(shè)計(jì)，用戶常常需要對(duì)CAD系統(tǒng)提出一些特殊的功能要求，如專用圖庫(kù)、專用計(jì)算程序等，以最大限度地提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)CAD技術(shù)的應(yīng)用已逐步進(jìn)入高級(jí)階段，許多用戶都針對(duì)本行的特點(diǎn)對(duì)CAD進(jìn)行二次開發(fā)，CAD二次開發(fā)技術(shù)幾乎在各個(gè)行業(yè)中都有應(yīng)用實(shí)例，并已有許多商品化軟件問世。國(guó)外成功的CAD技術(shù)開發(fā)企業(yè)為了加快CAD技術(shù)開發(fā)步伐，都選擇了高起點(diǎn)的CAD技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略，即利用已有的技術(shù)成果，在此基礎(chǔ)上二次開發(fā)自己的CAD技術(shù)，而不是將人力物力浪費(fèi)在低水平的重復(fù)開發(fā)上，這樣既可以提高效率，又能保證自己的產(chǎn)品具有較高的技術(shù)含量和水平。Autodesk公司提供的四種主要的二次開發(fā)工具：AutoLISP(visual lisP)、ADS、0bjectARX及VBA。 本課題研究的主要內(nèi)容在發(fā)動(dòng)機(jī)零件設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到曲軸零件的設(shè)計(jì)。曲軸的設(shè)計(jì)將影響到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零件的配合、傳動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，從而影響整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況。但曲軸的生產(chǎn)主要是為主機(jī)配套，國(guó)內(nèi)曲軸系列化、通用化和規(guī)范化程度很低，即使同一型號(hào)的曲軸，零件圖紙的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異，互不通用。主要利用Visual Lisp語言來開發(fā)，通過mand函數(shù)調(diào)用AtuoCad內(nèi)部的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)曲軸尺寸特征地操作，不僅要求能進(jìn)行正確的參數(shù)設(shè)計(jì)，而且希望能正確地繪制出可為工程所使用的設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)了一個(gè)曲軸參數(shù)化繪圖模塊，它采用對(duì)話框的形式交互式地輸入曲軸數(shù)據(jù)為人口，自動(dòng)地繪制出曲軸的二維設(shè)計(jì)圖。這無疑十分有利于用戶的操作，提高了輸入效率。2 曲軸計(jì)算與分析曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的機(jī)件之一。曲軸的破壞事故可能引發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的零件的嚴(yán)重?fù)p壞。 曲軸的工作條件和設(shè)計(jì)要求曲軸是在不斷周期性變化的氣體壓力、往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力以及它們的力矩（扭矩和彎矩）共同作用下的，使曲軸既扭轉(zhuǎn)又彎曲，產(chǎn)生疲勞應(yīng)力狀態(tài)。圖 21 曲軸的彎曲疲勞破壞 圖 22 曲軸的扭轉(zhuǎn)疲勞破壞曲軸形狀復(fù)雜、應(yīng)力集中想象相當(dāng)嚴(yán)重，特別在曲柄至軸頸的圓角過渡處、潤(rùn)滑油孔附近以及加工粗糙度的部分應(yīng)力集中現(xiàn)象尤為突出。曲軸各軸頸在很高的比壓下，以很大的相對(duì)速度在軸承中發(fā)生滑動(dòng)摩擦。所以，設(shè)計(jì)曲軸的時(shí)候，要使其各摩擦表面耐磨，各軸頸應(yīng)具有足夠的承壓面積同時(shí)給予盡可能好的工作條件。如果曲軸彎曲剛度不足，就會(huì)大大惡化活塞、連桿、軸承等重要零件的工作條件，影響它們的工作可靠性和耐磨性，甚至使曲軸箱局部損壞。所以設(shè)計(jì)曲軸時(shí)應(yīng)該保證它有盡可能高的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。例如，為了提高曲軸的剛度而增大主軸頸和曲柄銷直徑，對(duì)軸承工作而言，可以降低軸承比壓，但高轉(zhuǎn)速下軸承的圓周速度變大，從而引起摩擦功率損失增加，軸承溫度升高，降低的離心負(fù)荷加大。正式這些內(nèi)在的矛盾對(duì)動(dòng)著曲軸設(shè)計(jì)的發(fā)展，而在曲軸強(qiáng)度矛盾的總體中，應(yīng)力集中處最大應(yīng)力與該應(yīng)力的作用點(diǎn)的材料抗力的矛盾是它的主要矛盾。 曲軸的類型及特點(diǎn)根據(jù)不同的基準(zhǔn)，曲軸的分類方法有許多種，常見的類型及主要用途見表21曲軸的分類和主要用途。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、工作可靠、應(yīng)用廣泛按結(jié)構(gòu)形式分類 組合是曲軸 各個(gè)曲拐分開制造。一般用于大功率柴油機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)鍛鋼曲軸 彎曲疲勞強(qiáng)度高，適用于增壓柴油機(jī)和其他高強(qiáng)度發(fā)動(dòng)機(jī)按工藝材料來分類 鑄鐵曲軸 成形性能好，制造成本低。有利于改善曲軸的剛性和橫向移動(dòng)，應(yīng)用廣泛按支承形式分類 非全支承曲軸曲軸總長(zhǎng)度縮短，但剛性差，只在某些小型汽油機(jī)上采用 曲軸的材料曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝正確合理的條件下，主要是材料強(qiáng)度決定著曲軸的體積、重量和壽命。在保證曲軸有足夠強(qiáng)度的前提下，盡可能采用一般材料。作為曲軸的材料，除了應(yīng)具有優(yōu)良的機(jī)械性能以外，還要求有高度的耐磨性、耐疲勞性和沖擊韌性。鋼制曲軸除極少數(shù)應(yīng)用鑄鋼以外，絕大多數(shù)采用鍛造。另外，由于曲軸鍛造設(shè)備十分龐大，而自由鍛又大大浪費(fèi)材料和加工工時(shí)，所以長(zhǎng)期以來人們一直想用鑄造曲軸來代替鍛造曲軸。其就機(jī)械性能和使用性能而言，比其它多種鑄鐵都要好。 曲軸主要尺寸的確定和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)汽車之類的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸時(shí)，它的基本尺寸大多根據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的考慮確定，再由強(qiáng)度校核修正。各部分尺寸多以氣缸直徑的相對(duì)值表示。曲軸的長(zhǎng)度方向的尺寸基本上決定于氣缸中心距 ，如果這一尺寸已定的話，0L那在曲軸設(shè)計(jì)時(shí)就只是在曲軸各組成部分之間合理分配長(zhǎng)度而已。但對(duì)于雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸設(shè)計(jì)業(yè)可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱向尺寸產(chǎn)生很大影響。圖 23 曲軸的主要尺寸b—曲柄臂計(jì)算截面的寬度；h—曲柄臂計(jì)算截面的厚度；d—和所計(jì)算的圓角相連接軸頸的外徑；dl—和所計(jì)算的圓角相連接軸頸的內(nèi)徑；d2—減重孔縮口部分直徑；e—減重孔偏心距；△—軸頸重疊度，△=(dl 十d2) 一R ；1—與所計(jì)算圓角相連接的曲柄臂中減重孔邊緣至軸頸的距離；R—圓角曲率半徑。在現(xiàn)在發(fā)2D動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中，一般趨向于采用較大的 值，以降低曲柄銷比壓，提高連桿軸承工作的可2靠性，提高曲軸的剛度。因?yàn)殡S著曲柄銷直徑增大帶來的軸系自振頻率增加，會(huì)被旋轉(zhuǎn)質(zhì)量增加一起的自振頻率下降所抵消，可能增加扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的危害。這種情況對(duì)于高速車用汽油機(jī)尤其不利，所以汽油機(jī)的比值 /D比柴油機(jī)小。從增加曲軸的剛性和保證軸承的工作2L2D能力出發(fā)，應(yīng)使 控制在一定范圍之內(nèi)，同時(shí)注意曲拐各部分尺寸協(xié)調(diào)。如果 過長(zhǎng)，則流過軸承的機(jī)2L油流量減少，冷卻差，軸承溫度升高，使?jié)櫥驼扯认陆?，軸承的承載能力反而降低。總之，軸承負(fù)荷越大，油膜厚度越小，就越希望采用相對(duì)較窄的軸承。尤其是球墨鑄鐵，為了盡可能加強(qiáng)曲柄， / 應(yīng)取得較小。從承負(fù)荷出發(fā)，則主軸頸可以比曲柄銷更細(xì)些，因?yàn)橹鬏S承最大負(fù)荷小于連桿軸承。當(dāng)然，主軸頸 過粗，1也會(huì)因軸承圓周素的過大，使摩擦損失曾加，軸承工作溫度升高。主軸頸的長(zhǎng)度 一般比曲柄銷的長(zhǎng)度短。但主軸頸過短，會(huì)使軸承負(fù)荷能力變壞。 曲柄的結(jié)構(gòu)曲柄應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮穸?、寬度，以使曲軸有足夠的剛度和強(qiáng)度。在確定曲柄的尺寸時(shí)，應(yīng)該考慮到曲柄往往是整體式曲軸中的最薄弱的環(huán)節(jié)。疲勞裂紋往往起源于高度應(yīng)力集中的過渡圓角處。顯然，為了提高曲柄的抗彎能力，增加曲柄的厚度h要比增加曲柄的寬度b要好的多?，F(xiàn)代高速內(nèi)燃機(jī)曲軸的曲柄形狀大多采用橢圓形或圓形。其優(yōu)點(diǎn)是盡量去掉了受力小或不受力的部分，其重量減輕，應(yīng)力分布均勻。這對(duì)曲柄的強(qiáng)度無多大影響。 平衡重平衡重的作用是平衡旋轉(zhuǎn)慣性力及其力矩，轉(zhuǎn)移往復(fù)慣性力及其力矩，減小主軸承負(fù)荷。即用較輕的重量達(dá)到較好的效果，以便盡可能減輕曲軸重量。鍛造曲軸的平衡重一般與曲軸鑄成一體，可便加工較簡(jiǎn)單，并且工作可靠。因此，對(duì)于連接的可靠性要求較高，以防緊固件斷裂造成嚴(yán)重后果。一般采用油壓為2~6巴的壓力潤(rùn)滑。將潤(rùn)滑油輸送到曲軸油道中供油方法有兩種：一是集中供油；另一種是分路供油。潤(rùn)滑油一般從機(jī)體上的主油道通過主軸承的上軸瓦引入，因?yàn)樯陷S瓦僅承受慣性力的作用，比下軸瓦受力要低些。主軸頸上的油孔入口應(yīng)保證向曲柄銷供油足夠充分，曲柄銷上油孔的出口應(yīng)設(shè)在負(fù)荷較低區(qū)，用以提高向曲柄銷的供油能力。~90 176。曲軸的扭轉(zhuǎn)疲勞破壞大多數(shù)是從應(yīng)力集中的油孔邊緣或過渡圓角處開始，同時(shí)，應(yīng)盡量減少油孔處的應(yīng)力集中，油孔邊緣的過渡圓角半徑取得較大并進(jìn)行拋光。如果正推軸承在后端，傳動(dòng)齒輪裝在前端，用的又是斜齒，這樣當(dāng)軸因受離合器的作用力、斜齒的軸向力和熱膨脹力而產(chǎn)生軸向位移時(shí)，將影響配氣和供油定時(shí)，從這個(gè)觀點(diǎn)看，傳動(dòng)齒輪應(yīng)裝在后端較為合適。因此，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)由于曲軸較長(zhǎng)，往往把傳動(dòng)齒輪裝在曲軸后端。曲軸后端設(shè)有法蘭或者加粗的軸頸，飛輪與后端用螺栓和定位銷連接。故定位銷的布置時(shí)不對(duì)稱的或只是一個(gè)。適當(dāng)減小單拐中間部分的彎曲剛度，使應(yīng)力分布較為均勻，即用結(jié)構(gòu)措施使彎曲形狀系數(shù)能最大限度地下降。采用短行程是增加重疊度的有效辦法，它比通過加大主軸頸來增加重疊度的作用大。減小圓角部位的應(yīng)力集中效應(yīng)，必須增大圓角半徑。為解決這一矛盾，設(shè)計(jì)了變曲率過短曲線的方案，或者用幾段互相相切的圓弧近似代替。出于工藝的考慮，在任何情況下R的絕對(duì)值不應(yīng)小于2mm。若同時(shí)減輕曲軸的重量和減小曲軸銷的離心力，從而降低主軸承負(fù)荷，則宜采用全空心結(jié)構(gòu)，且將曲柄銷內(nèi)孔向外側(cè)偏離。一般稱前者為曲柄銷卸載槽，后者為主軸頸卸載槽。但并不改變應(yīng)力曲線的分布形狀仍是對(duì)稱面中心點(diǎn)最大，兩側(cè)逐步減小。它提供了在曲軸結(jié)構(gòu)不變的條件下，強(qiáng)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性。去除滾輪機(jī)械力后，表層塑性變形略有恢復(fù)，然后取得穩(wěn)定。表面的殘余壓縮應(yīng)力，抵消了部分拉伸應(yīng)力，使零件疲勞強(qiáng)度大大提高。所以滾壓強(qiáng)化實(shí)質(zhì)上是一個(gè)預(yù)應(yīng)力強(qiáng)化方法。它系用熱處理的方法使金屬發(fā)生組織相變，發(fā)生體積膨脹而產(chǎn)生殘余應(yīng)力，硬度提高，從而使軸頸耐磨性提高。為此，采用專門的工藝措施，把圓角部分也一起淬硬。所以粗磨后進(jìn)行感應(yīng)淬火，用精磨來消除變形。噴丸比滾壓優(yōu)越的地方是使曲軸整個(gè)表面都能得到強(qiáng)化，甚至包括未加工的高應(yīng)力區(qū)，同時(shí)適用于大批生產(chǎn)。（4） 氮化處理氮化處理是一種化學(xué)熱處理強(qiáng)化金屬表面的方法。化合層內(nèi)部為氮的擴(kuò)散層，由于氮不斷內(nèi)部擴(kuò)散，使金屬體積增大，因而產(chǎn)生擠壓應(yīng)力。3 軟件開發(fā)語言——Visual LISP概述 考慮到 AutoCAD用戶使用方