基于SolidWorks的2K-V型減速器擺線輪的三維參數化設計

2014-11-19 韓林山 華北水利水電學院機械學院

  在對 2K-V 型減速器擺線輪標準方程進行數學描述的基礎上,對擺線輪三維實體參數化建模方法進行了深入分析;并以 SolidWorks 軟件為平臺,用 Visual C++ 6.0 作為開發工具,建立了擺線輪參數化設計的交互界面和模板庫;通過編程實現了擺線輪三維實體模型的自動生成,為擺線輪的參數化設計提供了 CAD 軟件工具。

  2K-V (日本稱之為 RV) 型減速器因其具有傳動比范圍大、運動精度高、回差小、剛度大、抗沖擊能力強、體積小、結構緊湊及傳動效率高等優異性能,而廣泛應用于機器人、數控機床及自動化設備等領域。目前,國內外對于擺線針輪行星傳動以及由此而發展起來的 2K-V 型齒輪傳動已經有了一定的研究,但為了有效地對 2K-V 型減速器進行運動模擬及有限元分析,有必要建立其三維模型。由于 2K-V 型減速器制造成本高,為減少研究成本及周期,提高產品質量,迫切需要實現 2K-V 型減速器的參數化設計,以實現快速設計減速器的目的。

  擺線輪是 2K-V 型減速器的關鍵零件,由于減速器型號和傳動比的差異,造成擺線輪的尺寸和結構形式也不相同,逐個建模將會耗費很多時間。如果利用參數化設計,能夠有效地避免重復建模;當前主流的三維軟件,如 SolidWorks、UG、Pro/ E 等,都具有參數化設計的功能。SolidWorks 以參數化和特征建模技術為核心,可以滿足常規的設計需要,但針對擺線輪這種特殊產品的參數化設計,需要對其進行二次開發。

1、開發原理

  參數化就是通過改動圖形尺寸參數,自動完成圖形中相關部分的改動,實現尺寸對圖形的驅動[2]。參數化設計最常用的 2 種設計方法就是人工交互參數化和編程參數化,該擺線輪設計采用第 2 種方法進行參數化設計。

  1.1、開發工具的選擇

  SolidWorks 的二次開發分為:① 基于 OLE 技術,可以開發開發獨立執行程序 (*.exe);② 基于 COM 技術,可以創建動態鏈接庫程序 (*.DLL),作為插件加載到 SolidWorks 應用程序模塊。采用插件形式,用戶可以在 SolidWorks 中添加自己的菜單、工具欄及屬性頁等,使用戶程序與 SolidWorks 程序融為一體,操作人員既能使用 SolidWorks 現有功能,又能根據自身的需要進行功能擴充,提高了 SolidWorks 用戶化能力。筆者采用 COM 接口技術,使用 VC++6.0 對SolidWorks 進行二次開發。

  1.2、使用 VC++6.0 對 SolidWorks 進行二次開發原理

  (1) 利用 VC++6.0 開發動態鏈接庫文件 (*.DLL),建立 SolidWorks Add-In AppWizard 工程,通過加入相應的程序代碼,編譯調試后生成可執行的 DLL 組件;

  (2) 在 SolidWorks 中加載編譯好的 DLL 組件。選擇 [工具]、[插件] 命令,彈出的對話框將會顯示開發人員添加的 DLL 組件和系統自帶的組件,選擇需要添加的組件,系統自動完成加載過程。

結語

  筆者以 SolidWorks 為平臺,研究了采用 COM 接口對 SolidWorks 進行開發的技術,以 VC++6.0 為開發語言,實現了 2K-V 型減速器擺線輪的三維參數化設計。該設計系統充分利用了 SolidWorks 的參數化功能和 MFC 對話框的豐富資源,建立了擺線輪參數化設計的人機交互界面;極大地提高了 2K-V 型減速器擺線輪的建模效率,為進一步進行 2K-V 型減速器整機仿真分析和三維參數化設計打下了良好的基礎。