Visual﹢LISP环境下蜗杆传动CAD系统的开发

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1、第40卷第2期2010年3月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．40No．2Mar．2010VisualLISP环境下蜗杆传动CAD系统的开发李文刚(中国航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：在AutoCAD2004的二次开发环境VisualusP中实现了普通蜗杆传动CAD系统的二次开，包括交互式用户界面，SLD文件实现的传动设计参数曲线图及数据表，VisualLISP驱动程序。可实现传动系统的初步设计计算，齿面接触强度和齿根弯曲强度的校核，蜗轮蜗

2、杆结构尺寸数据报表的生成。该CAD系统界面直观友好，用户操作符合工程设计习惯，提高了蜗杆传动设计的准确性和效率。关键词：蜗轮传动；CAD系统；VisualLISP；二次开发中图分类号：TP391．72文献标识码：A文章编号：1671．654X(2010)02．0095．03引言蜗杆传动是机械中常用的传动装置，通常用于交错轴问传递运动和动力，可实现较大传动比，且传动工作较平稳，结构紧凑，可自锁，常常用于减速装置。传统的蜗杆传动设计过程主要依靠查阅设计手册，大量的参数查阅和计算，不仅费时、费力而且容易出错

3、，另外，专业的蜗杆传动CAD系统较少，因此，为了提高蜗杆传动设计的效率，缩短产品的开发周期，提高设计人员在创造性设计时间的投入，提高市场竞争力，本文在AutoCAD2004的VisualLISP环境下，开发了一种符合工程设计习惯，具有人机交互界面的蜗杆传动计算机辅助设计系统，使设计流程程序化、规范化，并使传统设计资源得到最大限度的应用。1系统结构及工作流程1．1系统结构在我国机械行业，普遍认为圆柱蜗杆传动过程中，主要的失效形式表现为蜗轮轮齿齿面产生胶合、点蚀和磨损，而轮齿的弯曲折断却很少发生，因此，设

4、计时要按齿面接触强度进行初步设计计算并进行齿根弯曲强度的验算，而本文系统正是以这两方面内容为主开发的，其系统结构如图l所示。其中有：技术条件、齿面接触强度设计计算、齿面接触强度校核和齿根弯曲强度校核、结构尺寸数据报表四部分，齿面接触强度设计计算部分和齿面接触强度与齿根弯曲强度校核部分为系统的核心，而这两部分叉分别包含不同的子功能部分。收稿日期：2009．08—18作者简介：李文刚(1977一)男，陕西户县人，工程师，研究方向为结构设计。技术条件结构尺寸数据报表齿面接触强度设计计算齿面接触强度与齿根弯曲

5、强度校核图1系统结构为了准确表述上述四类功能模块及系统的可操作性，本文CAD系统应用AutoCAD的DCL对话框实现人机交互界面，DCL对话框是一种边界固定的窗口，其程序控件操做简便，表现出来的用户界面结构明晰条理清楚，且易更改，突出的优点是可方便而直观地实现数据和信息的输入、选择和传递。本文在实现用户界面时，涉及的关键问题是主要功能部分界面与其子功能部分界面的嵌套层次的安排，以有序地实现主功能和子功能。因此为了更多地表现设计信息，将主要功能部分的信息都尽可能地安排在主对话框界面，子功能部分的信息则安

6、排在下一级对话框界面，图2所示为系统其中的一个主功能界面。该界面主要包括技术条件、齿面接触强度设计计算和强度校核三部分，而结构尺寸数据报表作为设计结果单独形成一个主功能界面。由图2所示的系统界面中可以看出，这三部分功能划分清晰，相互之间的先后次序能够满足蜗杆传动设计和校核流程要求，同时，也使工作流程有较强的系统性。此外根据不同设计阶段的要求，可应用主功能对话框界面中的不同控件来弹出子对话框界面以实现子功能部分的设计计算，例如：在齿面接触强度设计计算功能模块中，包括模数、模数与蜗杆分度圆匹配数·96·航

7、空计算技术第40卷第2期据、中心距等子对话框界面，用以实现对m、m2d。和a等基本参数和设计数据的选取。图2系统主功能界面1．2系统工作流程在蜗杆传动设计中，初步设计计算和强度校核计算¨'21是非常关键的两部分，一般对闭式蜗杆传动系统，根据传递功率，工作寿命等技术条件，按照齿面接触强度进行初步设计计算确定基本参数：模数或蜗杆分度圆直径，再由参数之问的几何关系确定其他参数，然后再进行齿面接触强度和齿根弯曲强度的核算，校核的结果直接决定着所设计的蜗杆传动系统是否成功，若校核结果合格，则调出另一系统主界面，

8、输出蜗轮和蜗杆的几何尺寸参数，否则，返回重新进行设计，整个设计流程如图3所示，这一流程既符合机械制造企业进行传动设计所广泛采用的设计路线，也与本系统结构相匹配，同时，用户界面的设计也满足此设计流程的要求。技术条件参数输入按齿面接触强度确定模数等基本参数齿面接触强度和齿根弯曲强度校核合格?调出数据报表功能界面产生几何数据表图3系统工作流程2功能模块在本文系统中，齿面接触强度设计计算模块和强度校核功能模块是其中的关键模块。要实现蜗杆传动系统的设计，首先要明确