基于SolidWorks二次开发的齿式联轴器参数化设计系统

基于SolidWorks二次开发的齿式联轴器参数化设计系统王叶馨; 沈景凤; 仲梁维
【期刊名称】《《农业装备与车辆工程》》
【年(卷),期】2019(057)010
【总页数】3页(P106-108)
【关键词】齿式联轴器; 参数化设计; 二次开发; 数据库
【作者】王叶馨; 沈景凤; 仲梁维
【作者单位】200093 上海市上海理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.4
0 引言
齿式联轴器是一种联接两轴或联接轴与回转件，在传递运动和动力的过程中一同回转，在正常情况下使所联接的两个部件不脱开的装置[1]。

对其进行开发设计是为了适应齿式联轴器的不同用途，形成众多不同结构特点及技术规格的系列化产品。

齿式联轴器由2 个齿数相同的外齿轴套和带凸缘的内齿圈等零件组成，外齿轴套固接在主、从动轴的两端，两内齿圈与轴套上的外齿啮合，其凸缘用螺栓联结，从而实现两轴的连接。

齿式联轴器种类繁多，设计工作量大，联轴器的设计通常需要工作人员根据客户要求，在已有的模型基础上重新建立草图中尺寸约束，大大加重了设计的工作量和周期。

为了提高设计效率，本文引入了参数化设计的概念，参数化设计的本质是一种基于约束的产品描述方法，目前参数化技术可分为:基于几何约束的数学方法、基于几
何原理的人工智能方法、基于特征的造型方法。

其中几何约束为可变参数，对变量化参数赋予不同数值，即可得到不同大小的三维模型。

1 二次开发系统设计关键技术
OLE DB 的含义为提供的一套统一的方法来访问所有不同的数据源。

OLE 全称Object Link and embed，即对象连接与嵌入[5]。

作为微软的组件对象模型（COM）的一种设计，OLE DB 是一组读写数据的方法。

OLE DB 中的对象主要
包括数据源对象、阶段对象、命令对象和行组对象。

使用OLE DB的应用程序会
用到如下的请求序列：初始化OLE、连接到数据源、发出命令、处理结果、释放
数据源对象并停止初始化OLE。

基于OLE技术的SolidWorks利用API将SolidWorks 的各种功能封装在SolidWorks 对象之中，供编程调用。

作为一个对象，它包括类型、属性、方法三方面的内容。

开发者通过操纵对象的属性和调用对象的方法建立自己的应用程序，实现二次开发。

任何支持OLE 和COM 的编程语言都可以作为SolidWorks 的开
发工具。

SolidWorks 的二次开发分为两种：一种基于自动化技术，可以开发EXE 形式的程序；另一种开发方式基于COM，COM 技术可以使用最多的SolidWorks API，并可控制SolidWorks运行的方式，可以生成DLL 格式的文件，也就是SolidWorks的插件[6]。

2 系统设计与工作流程
本系统先用SolidWorks 绘制齿式联轴器的从动端和电机端模型，定义个尺寸参数及约束关系，再将从动端和电机端装配好并保存作为可调用的模板，再在Microsoft Visual Studio 2008 平台中创建窗体，根据模块的不同功能在窗体中
区分4 个模块并在每个模块中添加图片控件、按钮控件和下拉框控件等，同时在
属性窗口中完成各控件相关属性值的设置；在SolidWorks 环境下用宏工具录制程序，将代码复制粘贴到Visual Studio 中编辑修改并表示出零件尺寸关系，通过代码连接SolidWorks 与SQL Sever 。

为了使系统成功连接到SolidWorks 软件，
还需要在Microsoft Visual Studio 2008 中添加SolidWorks.Interop、SolidWorks.Interop.swconst、SolidWorks.Interop.swpublished 等引用。

用户在进行齿式联轴器的参数化设计时，可以选择标准件，系统会根据型号自动生成三维模型，用户也可以自定义联轴器的各个参数，系统会根据模型库已保存的模板自动驱动并更新模型。

由于SolidWorks 三维模型与工程图图纸存在关联性，用户只需点击工程图自动生成按钮，系统便会自动生成并更新二维工程图。

本系统还添加了工程图尺寸自动标注与单个视图尺寸的调整功能。

系统界面如图1 所示。

图1 系统界面Fig.1 System interface
2.1 功能选择模块与数据库访问
数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的建立在计算机存储设备上的仓库[4]。

ADO是一种数据库访问技术，应用程序可以通过它连接各种数据源，系统应用ADO 技术实现了SQL Sever 与Microsoft Visual Studio 2008 的连接，设计
者在Microsoft Visual Studio 2008 平台中编写SQL 代码，实现对数据库的管理。

在齿式联轴器设计中，设计人员通常需要选用标准件，如果每次设计人员都要对这些零件进行重新造型，势必造成大量的重复性工作，为此建立标准件型号库是避免这种重复性劳动的有效方法[2]。

本系统依据数据库技术，将齿式联轴器标准型数
据信息提前录入数据库，以GIICL 型鼓形齿式联轴器为例，设计者在下拉列表中
选取需要的参数型号，该系统以SQL Sever 2008 作为系统的数据平台，通过代
码对数据库进行调用，直接驱动该类模型生成。

表1 是GIICL 型鼓形齿式联轴器
主要型号和技术参数。

表1 GIICL 型鼓形齿式联轴器主要技术参数和尺寸Tab.1 Main technical parameters and dimensions of GIICL type drum gear coupling
2.2 鼓形齿齿形参数化设计
本模块主要对鼓形齿进行参数化设计，模型参数一般包括主动参数和从动参数，鼓形齿的主动参数有分度圆直径和鼓形角，从动参数有外齿宽、齿廓位移圆半径、沿齿宽的鼓形半径、单侧齿厚减薄量，这些参数由主动参数通过计算公式约束定义，系统通过在Visual Studio 2008 编写代码程序建立参数关联[3]，用户只需要输入少量主动参数，便可实现对模型的重新设计。

参数化设计关键代码如下：
‘将参数数值赋予零件，生成所需模型
2.3 工程图自动标注及单个尺寸位置调整
由SolidWorks 三维模型自动生成的二维工程图是没有尺寸标注的，为了节约设计时间，本系统添加了工程图尺寸的自动标注与注释功能。

工程图自动标注尺寸关键代码如下：
4 结语
联轴器是机械产品轴系传动中最常用的连接部件。

本设计是在学习SolidWorks 二次开发的基础上，通过编写 代码，与SolidWorks 及SQL Sever 进行连接并驱动，进行一系列的设计与调试。

本系统主要实现了齿轮联轴器型号的快速选择、参数化设计、工程图标注及尺寸位置调整等功能。

齿式联轴器设计系统经过反复调试与运行，达到了设计的预期目标，使齿式联轴器设计更加简单可行，提高了设计速度，缩短了产品设计周期。

同时，此参数化设计系统可运用在其他机械零件及装配体的参数化设计中。

参考文献
【相关文献】
[1]阮忠唐.联轴器、离合器设计与选用[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]江洪,魏峥,王涛威.SolidWorks 二次开发实例解析[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3]殷富国,尹湘云,胡晓兵.SolidWorks 二次开发实例精解·冲模标准库3D 图库[M].北京:机械工业出版社,2006.
[4]邵谦谦.精通Visual 2003 数据库开发[M].北京:清华大学出版社,2003.
[5]郭年琴,陈爽,刘静.计算机辅助设计与制造实例教程[M].北京:冶金工业出版社,2016.
[6]李大磊,赵玉奇,张志林.SolidWorks 高级功能与工程应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2009.。