基于VB与SolidWorks的齿轮设计与三维造型系统

0 引言

    齿轮传动是现代机械设备中应用最广泛的一种机械传动方式。与带传动、链传动等传动方式相比较，齿轮传动具有传动比精确、效率高、传动平稳、工作可靠、使用寿命长等优点，广泛应用于各种机械设备中。本系统设计对象为渐开线圆柱齿轮，主要功能是完成渐开线圆柱齿轮的结构尺寸计算与三维参数化模型的设计，以实现齿轮设计过程的自动化。

1 系统总体设计

    系统以VB为平台进行编程，分为齿轮尺寸设计模块及三维参数化造型模块两大部分。设计界面包括开始界面、系统主界面（如图1所示）、齿轮设计界面、齿轮参数化三维造型界面。在系统主界面中，在“圆柱齿轮传动设计”栏中根据设计思路选择相应类型的齿轮，点击后进入齿轮结构尺寸设计主界面；或在“圆柱齿轮三维参数化设计”栏中直接进入齿轮三维造型界面；点击“退出”按钮则结束齿轮设计退出系统。

    图1 系统主界面

    齿轮尺寸设计模块是根据齿轮设计理论设计界面的，包括“输入已知参数”→“选择齿轮材料、精度、硬度”→“计算许用应力”→“根据强度条件设计计算”→“计算齿轮尺寸”→“根据强度条件校核”→“判断是否合格”等内容。以硬齿面圆柱齿轮设计为例，设计界面如图2所示。该模块可根据输入的已知参数，通过公式计算、查询电子图册或图表等方法完成齿轮尺寸的设计过程，确定齿轮的齿数、模数、分度圆直径等齿轮各部分几何尺寸以备齿轮造型使用或被二维或手工绘图所采用，也可以验算手工设计计算或按经验类比设计的正确性。

    图2 硬齿面齿轮设计界面

    三维造型模块通过调用的API函数，令AP1向VB程序提供所需要的对象及这些对象的方法和属性，将齿轮的几何参数及三维造型宏嵌入到中，实现了圆柱齿轮在中的三维造型。齿轮三维造型设计流程如图3所示。齿轮三维造型模块的界面及造型结果如图4所示。

    图3 齿轮三维造型设计流程图

    图4 齿轮三维造型界面及造型结果

  2 结构尺寸参数化设计中线图的处理方法