直齿情态齿轮多体模拟求解程序践行

　　齿轮三维模型反求本文采用新的ActiveX自动化界面技术(activeX5)对AutoCAD进行VisualBasic语言编程二次开发[1]，利用AutoCAD的三维建模功能，实现齿轮三维模型反求。首先在VisualBasic编程环境中对AutoCAD对象库进行引用，即在工程"菜单栏中选取引用"项，点选AutoCAD对象库，用语句SetAcadApp=CreateObject(AutoCAD.application")将变量AcadApp设定为AutoCAD对象，就可引用AutoCAD对象的方法、属性等进行二维和三维实体的造型、显示、编辑.

　　齿轮三维模型反求思路：将前面获得的齿轮廓线各点坐标用AddSpline样条曲线方法绘制出来，样条曲线所取拟合点fitPoints为三维数组，这里Z值均为零。拟合点不一定取全部齿轮廓线点，可根据图形实际效果间隔一定数目取值。将样条曲线绘制的齿轮廓线用AddRegion方法定义为面域，然后将该面域用AddExtrudedSolid方法，按齿轮厚度拉伸成三维模型，即完成齿轮1个轮齿的三维模型反求，如图2a、b所示。以下是主要程序实现语句。

　　绘制齿轮廓线样条曲线拉伸三维齿轮Set齿轮=MdS.AddExtrudedSolid(regionObj(0)，Height，0)要得到完整的含所有轮齿的齿轮三维反求模型，用ArrayPolar方法将已完成的轮齿进行圆形阵列，圆形阵列中心点为上面求得的齿轮中心，数目为齿轮齿数，再用AddCylinder方法建造齿轮芯三维实体，用BooleanacUnion方法对它们进行布尔和运算，形成一个齿轮整体，如c所示。要注意的是，不能直接对阵列实体进行布尔和运算，要用语句对模型空间三维实体进行遍历检查，只对所有三维实体进行布尔和运算，主要程序实现语句如下：retObj=轮齿。"Then轮齿。BooleanacUnion，ObjNext有限元分析结果的X方向应力云图和数值显示如所示，它由MDT(mechanicaldes)软件中的有限元分析模块完成，图形接口方法是先将AutoCAD中生成的三维实体以扩展名为DWG格式存盘，然后在MDT中打开即可。

　　反求模型的应用及方法本方法获得反求数据与三维模型应用如下：a.将AutoCAD中生成的三维反求模型以STL文件存储，可以驱动快速成型机制造出产品或原型。b.将获得的齿轮廓线各点坐标，转换为数控代码，可用于齿轮数控加工。c.在MDT中将图形存储为IGS格式文件，就可以在包括Ansys在内的几乎所有的分析、造型软件包中打开并进行有限元分析。d.根据反求数据和轮廓曲线与标准齿轮的对比，获得齿轮实物的修形部位、数值和其他参数。e.可以进行齿轮的运动仿真模拟。

　　结束语用计算机编程实现直齿圆柱齿轮三维模型反求方法，准确、快速，简便易行，成本低廉。该方法同时适用于其他类似的各截面形状相同的平面零件，如盘形凸轮等，具有较高的实用价值。