摘　要:介紹了應(yīng)用AutoCAD 2000集成環(huán)境中的VBA開發(fā)的蝸輪蝸桿傳動CAD系統(tǒng).它運(yùn)用模塊化和參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,完成蝸輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算及零件圖繪制工作,使設(shè)計(jì)者可以在幾分鐘
內(nèi)完成蝸輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)工作,從而縮短了設(shè)計(jì)周期,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量.

         蝸輪蝸桿傳動以往都是通過人工計(jì)算,需要查閱大量的圖表和曲線,反復(fù)計(jì)算和校核,計(jì)算量大,浪費(fèi)時間.本文提及的蝸輪蝸桿傳動CAD是在AutoCAD2000平臺上進(jìn)行的二次開發(fā),系統(tǒng)功能齊全,使用方便,尤其是自動查閱大量的圖表和曲線計(jì)算功能及零件的參數(shù)化繪圖模塊,使用戶在設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿傳動時即直觀又快捷,大大的提高了設(shè)計(jì)效率,加快了制圖過程,提高了圖形質(zhì)量.
        VBA是一個AutoCAD2000應(yīng)用程序集成開發(fā)環(huán)境,它提供了高質(zhì)量的用戶編程能力,繼承了AUTOLISP語言、ADS應(yīng)用程序的優(yōu)點(diǎn),同時具有高級語言的設(shè)計(jì)計(jì)算能力和便捷的程序調(diào)試能力,是一個優(yōu)秀的二次開發(fā)工具.本系統(tǒng)采AutoCAD2000中的VBA與Microsoft公司的Ac-cess數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng),將AutoCAD2000強(qiáng)大的繪圖功能、VBA優(yōu)秀的編程能力和Access數(shù)據(jù)庫方便靈活的數(shù)據(jù)查詢技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來,編制了的從界面到繪圖的結(jié)構(gòu)精簡、運(yùn)行高效、結(jié)果準(zhǔn)的源程序.主要包括理論計(jì)算部分與繪圖兩大部分,其中理論計(jì)算部分能夠根據(jù)已知輸入?yún)?shù)設(shè)計(jì)各種蝸輪蝸桿傳動并提供設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果;繪圖部分可根據(jù)理論計(jì)算部分的設(shè)計(jì)結(jié)果自動繪制出相應(yīng)的蝸桿及蝸輪的零件圖
           
1　蝸輪蝸桿傳動軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
       蝸輪蝸桿傳動用來傳遞空間交錯的兩軸間的運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩,它的類型較多,本系統(tǒng)以普通圓柱蝸桿傳動、圓弧圓柱蝸桿傳動和直線環(huán)面蝸桿傳動為對象進(jìn)行幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算、作用力分析及蝸輪蝸桿傳動的強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì),編制了包含蝸桿傳動的理論計(jì)算及計(jì)算機(jī)自動繪圖兩部分的軟件系統(tǒng).
       因各類蝸輪蝸桿傳動的設(shè)計(jì)過程基本類似,總的來說,可以歸納為以下幾方面的工作:
       已知參數(shù)的輸入、Access數(shù)據(jù)庫的建立、蝸輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算、輸出設(shè)計(jì)結(jié)果、輸出相應(yīng)的蝸桿及蝸輪的零件圖,其軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.
                                   
2　蝸輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1   初始參數(shù)的設(shè)計(jì)
         先將本系統(tǒng)抽象化為一個黑箱,使其在一定條件下,實(shí)現(xiàn)一定功能.具體的說,本系統(tǒng)是蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì),因此需要輸入一些初始參數(shù),如:功率p1、輸入轉(zhuǎn)數(shù)n1、傳動比i(輸出轉(zhuǎn)數(shù)n2)、壽命,并根據(jù)需要選擇傳動類型和材料等,系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)輸入條件的改變而實(shí)現(xiàn)條件判斷,并進(jìn)行相應(yīng)的處理,從而實(shí)現(xiàn)圖形顯示,并可對生成圖形進(jìn)行編輯和修改.
2.2　Access數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建
         Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是Microsoft公司開發(fā)的附于Office工具軟件包中的數(shù)據(jù)庫管理軟件.它具有豐富靈活的數(shù)據(jù)管理能力,對數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄的創(chuàng)建、增刪、查詢都十分方便.可以經(jīng)過查、歸納、整理,將設(shè)計(jì)過程中用到的大量數(shù)據(jù)、國家標(biāo)準(zhǔn)、圖表等直接建成一個大型的Access數(shù)據(jù)庫,生成.mdb文件,在參數(shù)化設(shè)計(jì)過程中按照需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù).
2.3　蝸輪蝸桿傳動計(jì)算的模塊劃分
         蝸輪蝸桿傳動的類型較多,但是其設(shè)計(jì)過程基本類似,為了增加程序的可重用性、擴(kuò)充性、維
護(hù)性,本文采用面向?qū)ο蟮睦砟顚⒃O(shè)計(jì)和繪圖功能封裝成可執(zhí)行程序.用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ治鑫仐U傳動,其核心和基本內(nèi)容是抽象對象類,并建立對象類之間的關(guān)聯(lián).
         就蝸桿傳動而言,具體的蝸桿傳動計(jì)算和繪圖表達(dá)為一個對象,可以看作由結(jié)構(gòu)和功能都相對獨(dú)立,數(shù)量較為固定的模塊組成,其模塊劃分為選擇傳動及精度模塊、公差檢驗(yàn)?zāi)K、選擇齒數(shù)模塊、主要參數(shù)模塊、強(qiáng)度校核模塊等(如圖2).經(jīng)過對蝸桿傳動分析和模塊的劃分后,就可以按照模塊編制程序代碼,并在設(shè)計(jì)蝸桿傳動的各種類型的程序中調(diào)用相對獨(dú)立的公用模塊,增加了程序的可重用性、擴(kuò)充性、維護(hù)性,并簡化了程序代碼.
                                           
          
3　蝸輪蝸桿傳動參數(shù)化繪圖
3.1　圖形初始化
         初始化繪圖環(huán)境,指定繪圖的比例、線型、線型所在層、尺寸標(biāo)注樣式、圖紙幅面、文字式樣、文字大小等.這些內(nèi)容在每次繪圖之前都應(yīng)該初始化,即在繪圖之前都應(yīng)該按照用戶要求和國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定好,編制成程序模塊,按照用戶輸入和選擇進(jìn)行定制.
3.2　蝸輪參數(shù)化繪圖
         要繪制蝸輪的零件圖,僅有齒形參數(shù)是不夠的,還要有蝸輪輪體的結(jié)構(gòu)參數(shù).而對于不同類型的蝸輪,繪圖時要求輸入的輪體結(jié)構(gòu)參數(shù)的大小和多少也各不相同.所以應(yīng)按照其外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)孔形狀等的不同進(jìn)行分類,將蝸輪設(shè)計(jì)中常用的、相近的、或相似的輪體結(jié)構(gòu)繪制出來,用字母標(biāo)上由用戶輸入?yún)?shù)的尺寸位置,然后存在圖形數(shù)據(jù)庫中以便于設(shè)計(jì)時調(diào)用.
3.3　蝸桿參數(shù)化繪圖
         要繪制蝸桿的零件圖,與蝸輪一樣,僅有蝸桿的設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù)是不夠的,要輸入蝸桿軸的結(jié)構(gòu)參數(shù).蝸桿軸參數(shù)化采用圖素組合的方法生成任意軸段的蝸桿軸,并劃分各種圖形元素模塊,如劃分為蝸桿軸段、左倒角、右倒角、左軸段、右軸段、鍵槽、退刀槽等圖形元素模塊;然后根據(jù)蝸桿軸段數(shù)不同、蝸桿軸結(jié)構(gòu)不同、傳動類型的不同,分別作不同的處理,調(diào)用不同的圖形元素模塊,最后進(jìn)行圖形組裝并標(biāo)注尺寸.即除了調(diào)用共有部分的模塊還要據(jù)類型調(diào)用其特有的模塊.
3.4　AutoCAD的內(nèi)嵌程序
         VBA提供的圖元命令對象與另一個內(nèi)嵌程序AutoLisp相比不是很靈活,如在繪制圓弧時,因?yàn)樗峁┝艘环N參數(shù)輸入方式來繪制圓弧,即輸入:圓心坐標(biāo)、半徑、起始角、終止角這四個參數(shù).所以,在編寫程序之前要經(jīng)過精密的計(jì)算,來確定起始角和終止角與其他參數(shù)的關(guān)系.具體代碼如下:
                   
                         j5就是一個中間變量.Pto1為圓心坐標(biāo),r2為半徑


4　 結(jié)　論
        本文介紹了利用面向?qū)ο蟮睦砟钸M(jìn)行蝸輪蝸桿傳動軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法,加快了設(shè)計(jì)速度、優(yōu)化了制圖過程,提高了圖形質(zhì)量,具有較好的軟件可重用性和可維護(hù)性.利用該軟件,設(shè)計(jì)者可以在幾分鐘內(nèi)設(shè)計(jì)和繪制完成蝸輪、蝸桿,而且設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)與圖形正確可靠,所需的人為改動量很少.該軟件經(jīng)過使用驗(yàn)證,表明具有操作簡單、穩(wěn)定可靠、易于維護(hù)和擴(kuò)充的優(yōu)點(diǎn)。