参数化机械设计中的线图处理

参数化机械设计中的线图处理

史召峰

史召峰SHIZhao-feng；陈周五CHENZhou-wu

（安徽工业经济职业技术学院，合肥230051）

（AnhuiVocationalInstituteofIndustrialEconomy，Hefei230051，China）

摘要：在机械设计中往往需要进行线图处理，本文介绍了使用VB语言对V带轮、齿轮等零件在设计时须应用线图处理设计的一种思路和方法，从而使计算机语言与机械设计紧密结合，提高设计的精准度，提高设计效率达到事半功倍的效果。

Abstract:Thelinegraphprocessingoftenrequiresmechanicaldesign.ThearticleintroduceshowtouseVBtodealwithVbeltwheel,gearandotherpartswhenrequiringalinedrawingprocessingdesignofatrain,sothatthecomputerlanguageandmechanicaldesignwouldbeascloseaspossible,improvingdesignaccuracy,andtheefficiencytoachieveamultipliereffectaswell.

关键词：机械设计；VB；线图处理；计算机辅助设计

Keywords:mechanicaldesign；VB；linegraphprocessing；computeraideddesign

中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0038-02

引言

通常，一项参数化机械设计任务，就是开发一套实用软件，它的处理对象是机械设计内容，利用可视化语言，实现机械设计的参数化，即在软件运行中，只需要改变为数不多的输入参数（如传动功率、传动比等），就可获得相应的机械设计结果（如模型、零件图等）。机械设计过程是一个复杂细致的过程，也是一个不断反复、不断完善、逐渐接近最优化结果的过程，机械设计的设计方法也在不断地发展。随着科学技术的发展，计算机软件在机械设计中运用比例增大，这也就是计算机辅助机械设计。下面就在机械设计中需要查询的线图来举例。

1机械设计中线图的分类

机械设计过程中，不仅需要查询大量的机械设计数表资料，也需要根据许多线图查询所需数据，机械设计用线图通常分为三种类型：直线、曲线和平面区域。

2计算机语言的选择

选择开发平台，需要考虑具体的机械设计任务内容。一方面，机械设计任务内容比较复杂，比如，需要大量计算、查询大量的数表和线图，绘制零件工作图等；另一方面，每种计算机开发语言都有特长与不足，而且不同开发人员的基础各有差别。因此选择开发平台要综合考虑上述三方面因素。就开发语言来说，VB（VisualBasic）具有功能强大，易学易用，编程简洁等特点，可节省设计者的工作时间，减少其工作强度。综合考虑，在开发工具时选用VB6.0语言编程。

3线图处理的基本思路

线图处理的基本思路是：对直线的处理，通常是首先用手工将其公式化，然后将其作为程序的数学模型；对曲线的处理，通常是首先将其数表化，然后用程序直接对该数表进行查询，有时也可进一步用手工拟合成数学公式再作为程序的数学模型；而对区域的处理，则首先用手工建立线条的数学模型，然后以此为基础，通过编写区域处理程序实现数据查询。下面以直线处理为例来加以介绍VB语言在参数化机械设计中的应用。

4直线处理

常见的机械设计用直线有两种，一种是直角坐标系中的直线，另一种是常用对数坐标系中的直线，两种直线的处理方法有所不同，下面分别举例介绍。

4.1直角坐标系中的直线处理对直角坐标系中的直线进行处理，就是用手工建立该直线的数学公式，以便在程序中引用。通常采用两点式直线公式或点斜式直线公式。

例如，图1为结构钢正火状态下的齿面接触疲劳极限。为建立数学公式，从直线上选择两点。例如选择点A（110，320），点B（200，410）。按线性关系可得任意点C的纵坐标σHlim为σHlim=320+■×（HBS-110）

上式即为结构钢正火状态下的齿面接触疲劳极限的数学表达式。式中HBS为自变量，表示布氏硬度。

为查询任意硬度时的齿面接触疲劳极限，可通过编写程序来实现。如输入齿轮硬度HBS=200，结果为σHlim=410MPa，主要代码如下：

OptionExplicit

PrivateSubCmchaxun_Click()

DimhbsAsSingle

DimxigamahlimAsSingle

hbs=Val(texthbs.Text)

Ifhbs<=0Then

MsgBox("硬度必须大于零！")

ExitSub

EndIf

xigamahlim=320+(410-320)/(200-110)*(hbs-110)

textxigamahlim.Text=xigamahlim

EndSub

实现输出程序运行时，窗体外观见图2。

上式即为该直线的数学公式。作为一个综合事例，V带选型图中所有直线（共有9条）数学公式的建立可按下述方法进行：

手工从9条直线上各取两点，将结点的坐标值做成表格，如表1所示。编写一个VB程序，逐个求出9条直线的数学公式，保存于数组中，将数组中的数据写入数据文件“交界线方程.txt”，以备使用。程序运行外观如图4所示，主要代码如下：

PrivateSubCmgongshi_Click()

Xianhao=Val(Txtxianhao.Text)

pd1=Val(Txtpd1.Text)

pd2=Val(Txtpd2.Text)

n11=Val(Txtn11.Text)

n12=Val(Txtn12.Text)

gonglv=Val(Txtgonglv.Text)

IfXianhao<=0Orpd1<=0Orpd2<=0Orn11<=0Orn12<=0Then

MsgBox("线号或坐标不能小于零，请重新输入")

ExitSub

EndIf

k=Log(n12/n11)/Log(pd2/pd1)

Fangcheng(Xianhao)="n1"+"("+Trim(Str(Xianhao))+")="+Str(n11)+"X"+"("+"pd/"+Str(pd1)+")"+"^"+Str(k)

Txtfangcheng.Text=Fangcheng(Xianhao)

Open"交界线方程.txt"ForAppendAs#1

Print#1,Fangcheng(Xianhao)

Close

EndSub

PrivateSubComdn1_Click()

Ifk=0Then

MsgBox("请输入结点坐标")

ExitSub

EndIf

gonglv=Val(Txtgonglv.Text)

Ifgonglv>0Then

n1=Int(n11*(gonglv/pd1)^k)

Txtn1.Text=n1

Else

MsgBox("功率Pdb不能小于零，请重新输入")

ExitSub

EndIf

EndSub

PrivateSubForm_Load()

Open"交界线方程.txt"ForOutputAs#1

Close

EndSub

5结语

在机械设计中使用参数化概念，使用过程中只需要修改相应的参数，就可以实现需求，可以极大程度上减少传统机械设计设计人员的计算、查询图表等工作量，本文利用VB语言，采用面向对象开发的思路，提高设计的效率和可靠性，大大减轻了设计人员的劳动强度，得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]刘炳文．VisualBasic程序设计教程[M]．北京：清华大学出版社，2006.

[2]沈被纳．计算机软件技术[M]．清华大学出版社，2000.

[3]濮良贵，纪名刚．机械设计[M]．高等教育出版社，2001.