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).它運用模塊化和參數(shù)化設(shè)計方法,完成蝸輪蝸桿傳動設(shè)計計算及零件圖繪制工作,使設(shè)計者可以在幾分鐘
內(nèi)完成蝸輪蝸桿傳動設(shè)計工作,從而縮短了設(shè)計周期,提高了設(shè)計質(zhì)量.

         蝸輪蝸桿傳動以往都是通過人工計算,需要查閱大量的圖表和曲線,反復(fù)計算和校核,計算量大,浪費時間.本文提及的蝸輪蝸桿傳動CAD是在AutoCAD2000平臺上進行的二次開發(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算功能及零件的參數(shù)化繪圖模塊,使用戶在設(shè)計蝸輪蝸桿傳動時即直觀又快捷,大大的提高了設(shè)計效率,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,同時具有高級語言的設(shè)計計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)有機的結(jié)合起來,編制了的從界面到繪圖的結(jié)構(gòu)精簡、運行高效、結(jié)果準的源程序.主要包括理論計算部分與繪圖兩大部分,其中理論計算部分能夠根據(jù)已知輸入?yún)?shù)設(shè)計各種蝸輪蝸桿傳動并提供設(shè)計計算結(jié)果;繪圖部分可根據(jù)理論計算部分的設(shè)計結(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
       蝸輪蝸桿傳動用來傳遞空間交錯的兩軸間的運動和轉(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行幾何參數(shù)及尺寸計算、作用力分析及蝸輪蝸桿傳動的強度校核的設(shè)計,編制了包含蝸桿傳動的理論計算及計算機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)計計算、輸出設(shè)計結(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)計計算
2.1   初始參數(shù)的設(shè)計
         先將本系統(tǒng)抽象化為一個黑箱,使其在一定條件下,實現(xiàn)一定功能.具體的說,本系統(tǒng)是蝸輪蝸桿的設(shè)計,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現(xiàn)條件判斷,并進行相應(yīng)的處理,從而實現(xiàn)圖形顯示,并可對生成圖形進行編輯和修改.
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)計過程中用到的大量數(shù)據(jù)、國家標準、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　蝸輪蝸桿傳動計算的模塊劃分
         蝸輪蝸桿傳動的類型較多,但是其設(shè)計過程基本類似,為了增加程序的可重用性、擴充性、維
護性,本文采用面向?qū)ο蟮睦砟顚⒃O(shè)計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,具體的蝸桿傳動計算和繪圖表達為一個對象,可以看作由結(jié)構(gòu)和功能都相對獨立,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?zāi)K、選擇齒數(shù)模塊、主要參數(shù)模塊、強度校核模塊等(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)計蝸桿傳動的各種類型的程序中調(diào)用相對獨立的公用模塊,增加了程序的可重用性、擴充性、維護性,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準設(shè)定好,編制成程序模塊,按照用戶輸入和選擇進行定制.
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)孔形狀等的不同進行分類,將蝸輪設(shè)計中常用的、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,最后進行圖形組裝并標注尺寸.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,因為它提供了一種參數(shù)輸入方式來繪制圓弧,即輸入:圓心坐標、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,r2為半徑


4　 結(jié)　論
        本文介紹了利用面向?qū)ο蟮睦砟钸M行蝸輪蝸桿傳動軟件系統(tǒng)設(shè)計的方法,加快了設(shè)計速度、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性.利用該軟件,設(shè)計者可以在幾分鐘內(nèi)設(shè)計和繪制完成蝸輪、蝸桿,而且設(shè)計計算數(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)過使用驗證,表明具有操作簡單、穩(wěn)定可靠、易于維護和擴充的優(yōu)點。