機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)電子模型庫的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

梁 杰

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830021）

1 機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型庫的系統(tǒng)組成

機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型庫系統(tǒng)包括設(shè)置繪圖環(huán)境、繪圖圖素庫、動(dòng)態(tài)模型庫和用戶標(biāo)準(zhǔn)菜單4大功能模塊，系統(tǒng)框架組成如圖1所示。

圖1 機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型庫的系統(tǒng)組成

（1）設(shè)置繪圖環(huán)境：該模塊主要設(shè)置繪圖所需的環(huán)境，例如圖層、線型、顏色、線寬等。

（2）繪圖圖素庫：根據(jù)模型庫的所有模型分解出基本組成單元——圖素，對(duì)圖素進(jìn)行參數(shù)化編程，并建立起圖素庫，庫中的各圖素之間可以像積木那樣拼裝組合。

（3）動(dòng)態(tài)模型庫：該模塊既可以展示二維零件簡(jiǎn)圖或模型，也可以展示三維模型。同一模型通過輸入值的變化可以動(dòng)態(tài)地展示變化的零件結(jié)構(gòu)模型。

（4）用戶標(biāo)準(zhǔn)菜單：為了方便使用者操作，使用戶和計(jì)算機(jī)的交流更加直觀，需要嵌入標(biāo)準(zhǔn)菜單。

2 繪圖圖素庫

2.1 建立圖素庫的基本思想

根據(jù)參數(shù)圖素拼裝的原理，首先將模型庫中的模型分解成若干個(gè)基本組成元素——圖素，再將每個(gè)圖素進(jìn)行參數(shù)化編程，只要給定繪制各圖素所需的參數(shù)值，即可快速、準(zhǔn)確地繪制該圖素，模型庫中的模型是由各圖素組合拼裝而來。圖2為機(jī)械傳動(dòng)圖素庫的組成框圖。

2.2 參數(shù)化編程

以棘輪為例，其編程構(gòu)思如下：

（1）基準(zhǔn)點(diǎn)，用來確定模型的位置，屬于位置參數(shù)。

（2）旋轉(zhuǎn)角，用來確定模型的方位，屬于方位參數(shù)，即以基準(zhǔn)點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，以圖素軸線與水平線的夾角為旋轉(zhuǎn)角可在平面的不同方向上繪制圖素，規(guī)定旋轉(zhuǎn)角順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正。

圖2 機(jī)械傳動(dòng)圖素庫的組成框圖

（3）齒數(shù)值：由于不同棘輪模型的齒數(shù)會(huì)發(fā)生變化，所以設(shè)置了齒數(shù)參數(shù)。在本程序設(shè)計(jì)中，采用了repeat語句和循環(huán)語句，并令齒數(shù)為循環(huán)次數(shù)，使程序更完善。

（4）為了方便圖素的插入、選擇及刪除，繪圖編程命令盡可能使用“pline”。

（5）三維模型的實(shí)現(xiàn)主要通過兩種方法：①先編寫二維模型程序，后編寫三維模型程序；②在二維零件的基礎(chǔ)上通過面域region和拉伸extrude實(shí)現(xiàn)三維。棘輪的實(shí)現(xiàn)程序如下：

（defun c：jlun1（）；定義棘輪

（setq p0（getpoint"＼n插入點(diǎn)："）

alf（getangle p0"＼n旋轉(zhuǎn)角："）

r（getdist p0"＼n頂圓半徑："）

r1（getdist p0"＼n根圓半徑："）

n（getint"＼n齒數(shù)："）

）

（setq r2（－r r1））

（setq alf1（／（＊2 pi）n））

（setq alf2（＊ pi（／20.0 180.0）））

（setq alf3（／alf1 3））

（setq alf4（／（＊alf2 r2）r1））

（setq p1（polar p0（＋alf（＊0.5 pi））（＊1.1 r）））

（setq p2（polar p0（－alf（＊0.5 pi））（＊1.1 r）））

（setq p3（polar p0 alf（＊1.1 r）））

（setq p4（polar p0（＋alf pi）（＊1.1 r）））

（setq i 0）

（repeat n

（setq p5（polar p0（＋alf（＊i alf1））r））

（setq p6（polar p0（＋alf alf3（＊i alf1））r））

（setq p7（polar p0（＋alf alf1 alf4（＊i alf1））r1））

（setq p8（polar p0（＋alf alf1（＊i alf1））r））

（command"layer""s""draw"""）

（command"pline"p5 p6 p7 p8""）

（setq i（1＋i））

）

3 動(dòng)態(tài)模型庫

模型庫中的模型可以通過組合拼裝獲得。圖3為機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型庫的組成框圖。

4 AutoCAD用戶標(biāo)準(zhǔn)菜單

用戶使用時(shí)只需點(diǎn)擊相應(yīng)的下拉菜單，激活一個(gè)主控件菜單，而相應(yīng)的主圖像控件菜單項(xiàng)又會(huì)激活相關(guān)的子圖像控件菜單，最后根據(jù)下拉菜單的文字提示操作就可以繪制出相應(yīng)的模型。這樣的用戶菜單體系是一種“級(jí)聯(lián)”式的圖像控件菜單體系，對(duì)于專業(yè)設(shè)計(jì)中選擇標(biāo)準(zhǔn)的圖素、模型等操作是十分有效的方法。圖4為用戶下拉菜單。

5 結(jié)束語

利用Auto LISP開發(fā)的動(dòng)態(tài)模型庫，同一模型只需要輸入不同的參數(shù)值，就可以動(dòng)態(tài)地獲得結(jié)構(gòu)尺寸不同的零件模型，大大提高了模型庫的靈活性、實(shí)用性；且可以通過編寫新的程序不斷擴(kuò)充圖素庫、模型庫，使系統(tǒng)具有良好的交互性、擴(kuò)展性、實(shí)用性和專業(yè)性。

圖3 機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型庫的組成框圖

圖4 下拉菜單

［1］ 韓國才，張鋰.基于Pro／E的機(jī)械零件特征模型庫參數(shù)化設(shè)計(jì)［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2006，28（4）：14－15.

［2］ 賀煒，孫波，張淳.計(jì)算機(jī)繪圖［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

［3］ 孫江宏，丁立偉，米潔.Visual LISP R14——2000編程與應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，1999.

［4］ 姚杰，田勤.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010.