齒輪刀具的常規設計方法相當繁瑣，專業性強，涉及上百個設計參數，數據環環相扣，計算任務量大，且容易出錯，造成設計的反復。齒輪刀具設計式的落后使齒輪生產周期延長，精度難以保證，制約了齒輪產品的生產效率。為解決這一問題，本研究以參數化設計為基礎，將齒輪刀具設計過程中的計算和繪圖進行了集成，開發出了齒輪刀具CAD 軟件系統，較好解決了齒輪生產中的"瓶頸"問題。

　　2 齒輪刀具CAD 系統的設計

　　2.1 系統功能設置

　　本軟件系統設置了包括6 類9 種齒輪刀具的輔助設計功能和刀具設計數據庫(見圖1)。系統除可完成齒輪刀具的輔助設計外，還開發了常見的機械傳動設計功能，如齒輪變速箱的自動設計等;并開發了二維繪圖和顯示功能，可對自動生成的刀具工作圖進行修改和縮放，從而拓展了軟件的使用范圍。

　　運行系統后，齒輪刀具的設計流程如下:單擊齒輪刀具主菜單→選擇需要設計的齒輪刀具→在對話框中交互輸人設計參數→自動進行設計計算→自動繪制刀具工作圖→存儲數據文件。

　　2.2 齒輪刀具設計系統結構

　　齒輪刀具設計系統結構主要由主程序、刀具設計應用程序和刀具設計數據庫三部分組成(見圖2) 。

　　(1)主程序:用于控制各程序模塊的調用。

　　(2) 刀具設計應用程序:主要包括被加工齒輪參數輸入、齒輪刀具原始參數輸入、齒輪刀具結構參數計算、刀具工作圖繪制、范成加工模擬等5 個模塊。

　　(3) 刀具設計數據庫:用于存儲被加工齒輪原始參數、齒輪刀具設計結果、齒輪刀具設計標準和規范數據和齒輪刀具檢驗規范。

　　3.1 繪圖函數

　　在開發軟件時，沒有利用VC++ 的繪圖函數，而是根據設計需要編寫了線(CGreateLine ( ) )、圓( CGreateCircle() )、圓弧( CGreateArc ( ) )、B 樣條曲線( CGreateBSpline() )、漸開線( CGtLine ( ) )等矢量化繪圖函數，并編寫了剖面線、尺寸標注等函數。

　　3.2 參數化繪圖

　　通過查詢齒輪刀具設計手冊和對實際加工的分析總結可知，對于每一類齒輪刀具，其結構和工作圖基本類同，只是尺寸和參數不同。因此，本軟件沒有采用建立參數化圖庫的方法，而是將每一類刀具的各個視圖通過編程實現參數化驅動，并將尺寸和表面粗糙度標注也寫人函數中。這樣做雖然使軟件的通用性略受影響，但可以大量簡化程序。函數體如下:

　　void CCutData: :OnDrawTool_1() //畫主視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. PolyLine(pps ,2); //畫軸向齒形

　　......

　　drawDlg. Polyhatch( ph， 13 ， 45 ，1. 6); //繪制剖面線

　　......

　　For(i=O;i

　　.....

　　drawDlg. Line_ Dim( tp[1] , tp[2] , tp[0] , text , 20); //標注分度圓

　　......

　　tt.OnRough((int)pl[12][0]+ 1O,(int)(pl[12][1]) ,3 , dlg2 .m_ r1, 180); //標注粗糙度

　　......

　　}

　　void CCutData: : 0nDrawTool_2()//畫側視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. Circle( center,r3); //齒頂圓

　　......

　　drawDlg. PLine( t2[i], t2 [i + 1]);//旋轉變換

　　......

　　drawDlg. Line _ Dim( dim_P[1] ,dim _ p[0] , center, str ,20); //標注內徑公差

　　......

　　}

　　void CCutData: :OnDrawTool_3() //畫俯視圖

　　{

　　......

　　drawDlg. PolyLine(DP， 11) //畫出第一齒

　　......

　　drawDlg. PLine(pp[0], pp[1]); //畫出齒型中心線

　　.......

　　}

　　3.3 圖形繪制精度

　　為了保證繪圖精度，為后續的CAM 提供準確的圖形數據，在自動繪圖時不采用簡化畫法，而是全部按照投影規律繪制精確輪廓線。為此，開發了一些特殊曲線繪圖函數，如滾刀側視圈中的鏟背部分的阿基米德螺線、側視圖中刀具齒廓輪廓漸開線等，按照這些曲線的生成規律，采用數學插值算法，編制了相應的函數。#p#分頁標題#e#

　　4.1 數據處理

　　與齒輪刀具設計過程相關的數據主要有三類，根據它們不同的特點分別進行處理 。

　　(1)原始數據的處理:此類數據在整個設計過程中是保持不變的，如被加工齒輪的模數、分度圓壓力角等。這些數據往往來自被加工齒輪圖紙，為避免輸入的繁瑣，將這部分數據提前存儲在"被加工齒輪參數"數據文件中，在計算時直接從數據文件中調用即可。