1引言
   
    在當今的工業(yè)領域，越來越多地把產品的設計、分析、制造、數據管理與信息技術融為一體，以此提高工業(yè)生產的自動化水平。以前，三維產品模型的設計都是首先由設計師在圖板上畫出圖樣，然后由圖形軟件使用人員根據圖樣繪制出產品模型，這樣既浪費了人力和物力，設計效率也比較低。隨著SolidWorks等三維設計軟件的廣泛應用，以其開放性體系結構為基礎，利用高級編程語言設計程序來實現三維模型的參數化設計，這樣無疑提高了設計的自動化水平。本文正是以SolidWorks為基礎，通過高級語言程序設計進行圖形繪制軟件的二次開發(fā)，使用戶通過友好的參數設定界面輸人齒輪參數，根據不同的參數，自動生成一系列齒輪模型，既節(jié)省了資源，也縮短了產品設計周期，大大提高了產品設計效率，對工業(yè)產品參數化設計的進一步發(fā)展有重要意義。
   
    2參數化設計模型
   
    參數化設計是由軟設計者根據軟件使用者提出的需求，結合實際設計問題，預先設置一些幾何圖形的約束條件，供軟件使用者以此定制自己的產品造型。在實際問題中，主要是幾何尺寸方面參數的約定，這些約定之間要符合一定的約束關系。一般情況下要求符合以下三個關系:基于特征的、全尺寸約束、全數據相關，以此保證約定的有效性。
   
    參數化設計模型的形成過程如圖1所示:首先，對實際要解決的問題進行分析，根據實際問題確定關鍵的約束條件，這些約束條件必須能夠確定并且唯一確定一個造型;然后輸人約束參數，并進行參數有效性判定，即參數間不能有不相容條件存在，并據此判定是否需要修改參數;最后，觀察繪制的模型是否符合要求，如果符合則保存設計好的產品造型，否則進行參數的修改重新進行繪制和判定。這樣就是參數化設計的整個過程。
   

    3齒輪參數化設計原理
   
    在直齒輪參數化設計的過程中，首先要根據齒輪繪制的特性，分析問題，提取問題的約定參數;然后是分析齒輪模型，設計漸開線齒廓和齒根過渡曲線的關系，分析時，設定好參變量，預留程序設計接口，這是編程實現的基礎;最后應用高級編程語言，設計界面，編程實現。
   
    3.1提取約束參數
   
    這里以直齒輪為例，分析約束參數的提取過程，該方法可以擴展到其它產品模型約束參數的提取中。根據用戶在設計直齒輪圖樣時的需求，結合齒輪設計的關鍵尺寸約定，這里得到直齒輪的主要參數有:齒數z，模數m，分度圓壓力角a，齒頂高度h,頂隙系數c，變位系數e，拉伸厚度hou。這些是齒輪繪制時的常用參數，約定了這些變量，一個直齒輪便定制好了且是唯一的。
   
    3.2齒輪繪制算法分析
   
    齒輪繪制算法的設計主要是漸開線齒廓的算法設計，在這個過程中要掌握齒輪的設計原理，靈活應用VB程序設計方法，充分利用SolidWorks的API函數進行設計。有關齒輪繪制算法的分析，這里以直齒輪的算法分析與設計為例，詳細論述了齒輪參數化繪制的方法，其主要包括以下幾個關鍵部分:
   
    (1)繪制齒根圓并拉伸:這里調用SolidWorks的AP1函數以正視圖為繪制平面，建立草圖，用CreateCircle畫齒根圓，半徑由約束參數計算為:rf=(z一2*h一2*c+2*e)*m，然后拉伸生成圓柱體，即:齒坯;
   
    (2)繪制漸開線齒形草圖:齒廓的生成主要有兩種方法，一種是用直線段逼近的方法，另一種是先確定齒廓上的部分點，用曲線擬合的方法。直線段逼近法計算量比較大，曲線擬合算法簡單同時在精度上也并不比直線段逼近法差，所以這里選擇曲線擬合的方法生成漸開線齒廓。