2870 基于DCL語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究

2870 基于DCL語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究,基于,dcl,語言,深溝,球軸承,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),系統(tǒng),研究,鉆研 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告題目：基于 DCL 語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級 B070203 姓 名 鄭耀龍 學(xué) 號 B07020329 導(dǎo) 師 王林艷 2011 年 03 月 10 日1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r自開題答辯以來，經(jīng)過對本課題的深入了解和學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料和擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃，基本上對本課題的完成了更加深入的了解。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，對本課題需要完成的工作有了明確的目標(biāo)。通過假期收集大量的有關(guān) AUTOLISP 資料，同時(shí)借閱相關(guān)參考書通過學(xué)習(xí) Autolisp 語言，對參數(shù)化設(shè)計(jì)有了更加深入的了解。完成了外文的翻譯工作，使用 AUTOCAD 完成了各種深溝球軸承的繪制，為裝載幻燈片做好準(zhǔn)備工作，同時(shí)通過程序的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了 DCL 對話框，對深溝球軸承的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行了部分程序匯編。閱讀了 DCL，Autolisp 相關(guān)資料，對畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展打好了基礎(chǔ)。通過學(xué)習(xí)，知道了程序編寫中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，知道了如何利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成機(jī)械零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫的建立。以下為用 AUTOCAD 制作的深溝球軸承幻燈片:從左至右依次是：半密封深溝球軸承 雙密封深溝球軸承 單邊端蓋深溝球軸承 止動(dòng)槽加防滑蓋深溝球軸承（a） (b) (c) (d) (e) (f)圖 1 深溝球軸承幻燈片深溝球軸承的主對話框程序代碼：zhuduihua:dialog{ label= "深溝球軸承的選型"; initial_focus="gear1";label="深溝球軸承種類"; :image_button{key="gear01"; color=-2;width=20; height=10;}:row{label="深溝球軸承種類"; :image_button{key="gear1";color=-2;width=20; height=10;}:image_button{key="gear2";color=-2;width=20; height=10;}}:row{label="深溝球軸承種類"; :image_button{key="gear11";color=-2;width=20; height=10;}:image_button{key="gear12";color=-2;width=20; height=10;}}:row{label="深溝球軸承種類"; :image_button{key="gear21";color=-2;width=20; height=10;}:image_button{key="gear22";color=-2;width=20; height=10;}}ok_cancel; }深溝球軸承的主子對話框分別如圖 2、3 所示：（a）（b）圖 2 主對話框 圖 3 子對話框2. 存在問題及解決措施存在問題：由于 Autolisp 語言對于我們來說是一種新的程序設(shè)計(jì)語言， 之前沒有學(xué)過和使用過該語言進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，所以目前存在的問題就是用該語言來實(shí)現(xiàn)程序有一定的困難，同時(shí)程序的調(diào)試也需要具有一定的 Autolisp 基礎(chǔ)，否則難以實(shí)現(xiàn)。在程序設(shè)計(jì)過程中由于語法多，參數(shù)多，因此需要注意很多細(xì)節(jié)，必要時(shí)應(yīng)該添加注釋。在程序加載成功后，需要對程序進(jìn)行調(diào)試，以檢查括號的匹配，實(shí)現(xiàn)程序的正確運(yùn)行。缺乏相關(guān)的知識，有時(shí)會(huì)達(dá)到事倍功半的效果。解決措施：鑒于在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問題，我打算按照以下方式來解決：（1） 進(jìn)一步學(xué)習(xí) Autolisp 語言，為參數(shù)化設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備工作。（2） 加強(qiáng)跟指導(dǎo)老師的聯(lián)系以及和相關(guān)課題同學(xué)的交流學(xué)習(xí)，讓指導(dǎo)老師指出程序中存在的問題和程序調(diào)試中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。（3） 參照書上的有關(guān)步驟對編寫的程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，加載。對于不懂得的問題及時(shí)向老師請教或者借助網(wǎng)絡(luò)查詢學(xué)習(xí)。（4） 盡量堅(jiān)持自己的見解，在對話框的設(shè)計(jì)上別出心裁，以避免受到思維限制而依靠原有程序代碼的修改。注：1. 正文：宋體小四號字，行距 22 磅；標(biāo)題：加粗 宋體四號字2. 中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。（5） 查找相關(guān)程序編寫例程，完成深溝球軸承的程序編寫，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。（6） 在程序的編寫中提高效率，仔細(xì)編寫，減少不必要的錯(cuò)誤。3. 后期工作安排1.繼續(xù)學(xué)習(xí) DCL 對話框的設(shè)計(jì)，優(yōu)化對話框，使其有一個(gè)良好的界面，便于用戶的操作，并且具有良好的視覺效果。2.對于各種深溝球軸承的程序代碼進(jìn)行編寫，修改。3.學(xué)習(xí)幻燈片的裝載，程序的加載調(diào)試。4.設(shè)計(jì)計(jì)算，完成含有深溝球軸承的裝配圖繪制及其機(jī)械部分的計(jì)算。5.修改裝配圖，修改程序部分。6.撰寫說明書，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的其余部分。7.完成論文的錄入排版，準(zhǔn)備答辯。8.畢業(yè)答辯，裝訂論文。指導(dǎo)教師簽字：年 月 日XXXX 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：基于 DCL 語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級： 1230203 學(xué) 生： XXXX 學(xué) 號： 123020329 指導(dǎo)教師： XXXX 2011 年 05 月I畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 任 務(wù) 書 系 別 機(jī) 電 信 息 系 專 業(yè) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 班 級 B070203姓 名 鄭 耀 龍 學(xué) 號 B07020329 1.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題 目 ： 基 于 DCL語 言 的 深 溝 球 軸 承 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 研 究 2.題 目 背 景 和 意 義 ： 深 溝 球 軸 承 適 用 于 高 轉(zhuǎn) 速 甚 至 極 高 轉(zhuǎn) 速 的 運(yùn) 行 ， 而 且 非 常 耐 用 ， 無需 經(jīng) 常 維 護(hù) 。 該 類 軸 承 摩 擦 系 數(shù) 小 ， 極 限 轉(zhuǎn) 速 高 ， 尺 寸 范 圍 與 形 式 變 化 多 樣 ， 應(yīng) 用 在 精 密 儀表 、 低 噪 音 電 機(jī) 、 汽 車 、 摩 托 車 及 一 般 機(jī) 械 等 行 業(yè) ， 是 機(jī) 械 工 業(yè) 中 使 用 最 為 廣 泛 的 一 類 軸 承 。主 要 承 受 徑 向 負(fù) 荷 ， 也 可 承 受 一 定 量 的 軸 向 負(fù) 荷 。 但 深 溝 球 軸 承 若 僅 僅 依 靠 傳 統(tǒng) 的 繪 圖 方 式 ，不 僅 工 作 繁 瑣 、 效 率 低 而 且 出 錯(cuò) 率 比 較 高 ， 針 對 這 一 情 況 ， 本 題 目 旨 在 結(jié) 合 現(xiàn) 代 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù)和 AutoCAD 的 二 次 開 發(fā) 技 術(shù) 實(shí) 現(xiàn) 深 溝 球 軸 承 的 參 數(shù) 化 繪 圖 和 性 能 計(jì) 算 ， 主 要 包 括 ： 查 找 相關(guān) 手 冊 ， 確 定 零 件 圖 參 數(shù) 表 ； 確 定 繪 圖 參 數(shù) ； 參 數(shù) 之 間 的 轉(zhuǎn) 換 ； 設(shè) 計(jì) 人 機(jī) 交 互 界 面 和 繪 圖 函數(shù) ； 性 能 計(jì) 算 等 內(nèi) 容 ， 以 幫 助 設(shè) 計(jì) 人 員 更 好 更 快 的 完 成 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 。 3.設(shè) 計(jì) (論 文 )的 主 要 內(nèi) 容 （ 理 工 科 含 技 術(shù) 指 標(biāo) ） ： （ 1） 以 最 新 版 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊 為 依 據(jù) ， 以 深 溝 球 軸 承 為 研 究 內(nèi) 容 。 （ 2） 應(yīng) 用 深 溝 球 軸 承 設(shè) 計(jì) 的 基 本 理 論 ， 在 Auto CAD環(huán) 境 下 實(shí) 現(xiàn) 深 溝 球 軸 承 參 數(shù) 化 繪 圖 設(shè)計(jì) 流 程 。 主 要 包 括 ： 確 定 基 本 尺 寸 參 數(shù) ， 參 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 和 性 能 計(jì) 算 等 。 （ 3） 此 設(shè) 計(jì) 流 程 的 用 戶 界 面 采 用 DCL對 話 框 實(shí) 現(xiàn) 。 （ 4） 驅(qū) 動(dòng) 程 序 用 visual lisp實(shí) 現(xiàn) 。 4.設(shè) 計(jì) 的 基 本 要 求 及 進(jìn) 度 安 排 （ 含 起 始 時(shí) 間 、 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) ） ： 1—2周 查 閱 資 料 ， 寫 開 題 報(bào) 告 。 3—5周 熟 悉 并 掌 握 深 溝 球 軸 承 的 參 數(shù) 化 繪 圖 設(shè) 計(jì) 流 程 ， 完 成 英 文 資 料 的 譯 文 。 6—9周 應(yīng) 用 DCL對 話 框 實(shí) 現(xiàn) 參 數(shù) 化 繪 圖 設(shè) 計(jì) 流 程 的 界 面 設(shè) 計(jì) 。 10—14周 應(yīng) 用 lisp語 言 完 成 對 話 框 的 驅(qū) 動(dòng) 程 序 ， 同 時(shí) 進(jìn) 行 畢 業(yè) 論 文 的 撰 寫 。 15—16周 完 成 相 關(guān) 機(jī) 械 部 分 的 設(shè) 計(jì) 。 16—18周 完 善 程 序 ， 完 成 畢 業(yè) 論 文 ， 準(zhǔn) 備 畢 業(yè) 答 辯 。 設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) ： 西 安 工 業(yè) 大 學(xué) 5.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 的 工 作 量 要 求 論 文 字 數(shù) ： 12000字 左 右 ① 實(shí) 驗(yàn) （ 時(shí) 數(shù) ） *或 實(shí) 習(xí) （ 天 數(shù) ） ： ① 圖 紙 （ 幅 面 和 張 數(shù) ） *： A0工 程 圖 紙 1張 ① 其 他 要 求 ： 外 文 翻 譯 字 數(shù) ： 不 少 于 1000英 文 單 詞 指 導(dǎo) 教 師 簽 名 ： 年 年 年 學(xué) 生 簽 名 ： 年 年 年 系 主 任 審 批 年 年 年 年 II基于 DCL 語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究摘 要深溝球軸承適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護(hù)。深溝球軸承是一類標(biāo)準(zhǔn)化零件，具有的固定流程，該軸承應(yīng)用廣泛，主要承受徑向載荷，也可承受一定量的軸向載荷，但深溝球軸承軸承若僅僅依靠傳統(tǒng)的繪圖方式，不僅工作繁瑣，效率低而且出錯(cuò)率比較高。針對以上情況，本文主要研究深溝球軸承的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和參數(shù)化繪圖，首先，確定本次設(shè)計(jì)所繪的深溝球軸承的類型，其次，提煉出繪圖所需要的主要參數(shù)，以及參數(shù)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，第三，根據(jù)已知的參數(shù)，繪制深溝球軸承，為制作幻燈片打下基礎(chǔ)。第四，建立良好的人機(jī)交互界面，為用戶提供良好的界面環(huán)境。第五，編寫對話框和驅(qū)動(dòng)程序，完成設(shè)計(jì)。通過 Autolisp 和 DCL 的結(jié)合，能夠編寫出人機(jī)交互強(qiáng)，功能強(qiáng)大的程序。通過實(shí)例驗(yàn)證,說明了參數(shù)化繪圖的正確性、靈活性，實(shí)現(xiàn)了繪圖的效率，從而節(jié)約了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間和精力，使得 AutoCAD 真正起到輔助設(shè)計(jì)作用。關(guān)鍵詞：Autolisp；DCL；深溝球軸承；二次開發(fā)；參數(shù)化繪圖IIIThe Computer-aided Design System's Research of Gulley Ball Bearing Based on DCL LanguageAbstractThe gulley ball bearing is suitable for the high speed even extremely high speed movement, moreover it is durable and does not need to maintain frequently. The gulley ball bearing, a kind of standardized components, has the fixed design flow, which is widely used. It mainly supports combined load mainly consisting of radial load. If the gulley ball bearing design depends upon traditional method , it is not only works tediously, but also the efficiency is low and the error ratio to be quite high.To solve the question the article mainly researched the computer-aided parameter drawing design of the gulley ball. Firstly, the gulley ball bearing's types were determined. Secondly, the main parameters and the conversation were given. Thirdly, the slides of the several bearings were made. Fourthly, the DCL program was designed to set up the friendly interference. Finally, the lisp program was designed to reality the parameter drawing.The man-machine interaction system can be developed by Autolisp and the DCL. Through the classical examples it proved the accuracy, the flexibility and the efficiency of the developed system, which can save the design time of the users.Key Words: Autolisp; DCL; Gulley ball bearing; the second-development; parameter drawing IV目 錄1 緒論 ................................................................................................................................................11.1 引言 ......................................................................................................................11.2 研究背景及意義 ..................................................................................................11.3 深溝球軸承研究的現(xiàn)狀及方法 ..........................................................................21.4 本文主要工作 ......................................................................................................22 總體框架 ....................................................................................................................................32.1 總體設(shè)計(jì)流程圖 ..................................................................................................32.2 研究方法 ..............................................................................................................42.3 方案提出 ..............................................................................................................42.4 計(jì)出的軟件應(yīng)該具有的功能 ..............................................................................42.5 實(shí)現(xiàn)原理 ..............................................................................................................43 關(guān)鍵技術(shù) ....................................................................................................................................63.1 AUTOLISP 概述 ......................................................................................................63.2 參數(shù)化設(shè)計(jì) ..........................................................................................................63.3 繪圖坐標(biāo)點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算 ..................................................................................73.3.1 繪圖基點(diǎn)設(shè)置 ................................................................................................73.3.2 繪圖坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算 ........................................................................................73.4 深溝球軸承的校核計(jì)算 ......................................................................................74 程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................94.1 DCL 對話框簡介 ..................................................................................................94.2 界面設(shè)計(jì) ..............................................................................................................94.3 VISUAL LISP 與 AUTOLISP 的關(guān)系 .....................................................................104.4 程序的加載和運(yùn)行 ............................................................................................114.5 應(yīng)用 LISP 語言完成對話框的驅(qū)動(dòng)程序 ............................................................114.6 對話框描述 ........................................................................................................124.6.1 主對話框描述 ..............................................................................................124.6.2 子對話框描述 ..............................................................................................124.6.3 對話框程序的編制 ......................................................................................124.7 主驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) ............................................................................................14V4.7.1 主驅(qū)動(dòng) lisp 程序的設(shè)計(jì) ..............................................................................144.7.2 初始化程序 ..................................................................................................144.7.3 繪圖程序 ......................................................................................................144.7.4 幻燈片的制作 ..............................................................................................154.7.5 界面驅(qū)動(dòng) ......................................................................................................154.7.6 Vlisp 處理對話框的函數(shù) ............................................................................154.7.7 本次設(shè)計(jì)中常用的六種基本函數(shù) ..............................................................164.7.8 Visual lisp 的函數(shù) ........................................................................................174.7.9 處理控件的屬性 ..........................................................................................174.7.10 Visual lisp 的局部變量與整體變量 ..........................................................174.8 檢查 LISP 程序常見錯(cuò)誤的方法 ........................................................................184.8.1 檢查括號匹配 ..............................................................................................184.8.2 檢查語法錯(cuò)誤 .................................................................................................................184.8.3 用語法檢查功能檢查語法錯(cuò)誤 ...............................................................................184.9 對話框預(yù)覽錯(cuò)誤處理 ..........................................................................................................184.10 初始化程序 ...........................................................................................................................184.11 編寫應(yīng)用程序 ......................................................................................................................194.12 繪圖程序 ................................................................................................................................194.13 調(diào)試程序 ................................................................................................................................215 實(shí)例驗(yàn)證 ..................................................................................................................................236 機(jī)械設(shè)計(jì)部分 .......................................................................................................................276.1 原始數(shù)據(jù) .................................................................................................................................276.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 ........................................................................................................................276.2.1 初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案 ....................................................................................276.2.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配 ......................................................................286.2.3 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ..........................................................................296.3 齒輪的設(shè)計(jì) .............................................................................................................................296.3.1 斜齒輪的設(shè)計(jì)要求 .......................................................................................................296.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..................................................................................................296.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..................................................................................................316.3.4 蝸輪齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì) ..................................................................................................326.4 軸的設(shè)計(jì)和校核 ...................................................................................................................336.4.1 第二根輸出軸（蝸桿）的設(shè)計(jì) ...............................................................................34VI6.4.2 第三根軸的設(shè)計(jì) ............................................................................................................356.5 軸承的校核 .............................................................................................................................366.5.1 高速速級軸的軸承的校核 .........................................................................................366.5.2 中間級軸承的設(shè)計(jì)與校核 .........................................................................................376.5.3 低速級軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .........................................................................................376.6 鍵的選擇 .................................................................................................................................387 結(jié)論 .............................................................................................................................................39致謝 ......................................................................................................................................................40參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................41畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ..................................................................................42畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ........................................................................................43VII主 要 符 號 表L 10 基本額定壽命Ca 基本額定動(dòng)載荷Cr 基本額定靜載荷Fr 徑向載荷Fa 軸向載荷fp 載荷系數(shù)1 緒論11 緒論1.1 引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及各種制圖軟件的普及,利用計(jì)算機(jī)軟件輔助繪圖將把傳統(tǒng)的手工繪圖取而代之,同時(shí)也將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的丁字尺繪圖,是提高工作效率,減少錯(cuò)誤的必備工具.如何提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),發(fā)揮計(jì)算機(jī)的繪圖優(yōu)勢,提高繪圖效率和保重高質(zhì)量,減少不必要的麻煩及其重復(fù)性的動(dòng)作,縮短產(chǎn)品的周期,已經(jīng)成為迫在眉睫的任務(wù).同時(shí)為了減少時(shí)間,提高效率,利用計(jì)算機(jī)軟件繪圖必然是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,尤其是在標(biāo)準(zhǔn)件的繪圖中應(yīng)用極其廣泛。軟件具有相當(dāng)優(yōu)秀的開放型結(jié)構(gòu)和一個(gè)強(qiáng)大的內(nèi)部編程語言，可以方便地讓用戶隨意地開發(fā)自己的命令，標(biāo)準(zhǔn)庫文件和各種應(yīng)用程序等。因此,設(shè)計(jì)時(shí)利用AutoCAD 制作幻燈片、用 DCL 作交互式的輸入、同時(shí)利用 Autolisp 語言編程計(jì)算并調(diào)用 AutoCAD 指令來完成標(biāo)準(zhǔn)件的計(jì)算機(jī)輔助繪圖。軟件利用零件圖中的主要繪圖參數(shù)作為主要變量，將圖形的其他尺寸利用關(guān)系式編制到源程序中，運(yùn)行時(shí)，只需要用戶在對話框中輸入變量，源程序一邊計(jì)算圖形的尺寸，一邊調(diào)用 AutoCAD 指令繪圖，這樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖形和標(biāo)準(zhǔn)件的繪圖。利用Autolisp 語言將計(jì)算和繪圖溶于一體，具有良好的用戶界面，操作方便，繪圖速度高而且可以減少出錯(cuò)，便于修改。1.2 研究背景及意義深溝球軸承適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護(hù)。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣，應(yīng)用在精密儀器、低噪音電機(jī)、汽車、摩托車及一般機(jī)械等行業(yè)，是機(jī)械工業(yè)中使用最為廣泛的一類軸承。主要承受徑向載荷，也可承受一定量的軸向載荷，但深溝球軸承軸承若僅僅依靠傳統(tǒng)的繪圖方式，不僅工作繁瑣，效率低而且出錯(cuò)率比較高，針對這一情況，基于 DCL 語言的深溝球軸承計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究旨在結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和 AutoCAD 的二次開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)深溝球軸承的參數(shù)化繪圖和性能計(jì)算，主要包括：查找相關(guān)手冊，確定零件圖參數(shù)表；確定繪圖參數(shù)；參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換；設(shè)計(jì)人機(jī)交互式界面和繪圖函數(shù)；性能計(jì)算等內(nèi)容，以幫助設(shè)計(jì)人員更好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。因此研究深溝球軸承參數(shù)化設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中顯得很有必要,所以本文針對這一情況研究。這樣不僅可以提高工作效率，同時(shí)減少出錯(cuò)率。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)21.3 深溝球軸承研究的現(xiàn)狀及方法深溝球軸承是滾動(dòng)球軸承中最為典型的一類軸承，在平時(shí)的應(yīng)用中量大而廣。由于深溝球軸承是一類標(biāo)準(zhǔn)化零件,因此,借助于 AutoCAD 進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)可以有效地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的繪圖。深溝球軸承適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速的運(yùn)行，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護(hù)。維護(hù)費(fèi)用低,運(yùn)行周期長.但是需要專業(yè)技術(shù)人員定期檢查維護(hù),以保證運(yùn)行的安全性,可靠性,提高運(yùn)行周期和質(zhì)量。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣，應(yīng)用在精密儀器、低噪音電機(jī)、汽車、摩托車及一般機(jī)械等行業(yè)，是機(jī)械工業(yè)中使用最為廣泛的一類軸承。深溝球軸承是最具代表性的滾動(dòng)軸承，用途廣泛。但目前緊靠傳統(tǒng)的手工繪圖，不僅繁瑣，而且容易出錯(cuò)，效率低。因此實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖，用戶只要輸入所需的繪圖參數(shù)就能自動(dòng)生成所需的圖形。尤其在標(biāo)準(zhǔn)件的使用中很廣泛，可以預(yù)見深溝球軸承的參數(shù)化繪圖可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)的每個(gè)領(lǐng)域。1.4 本文主要工作a.新版本機(jī)械設(shè)計(jì)手冊為依據(jù)，以深溝球軸承為研究對象。b.深溝球軸承設(shè)計(jì)的基本理論，在 AutoCAD 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)深溝球軸承設(shè)計(jì)流程。主要包括：參數(shù)轉(zhuǎn)換和性能計(jì)算等。c.計(jì)流程的用戶界面采用 DCL 對話框?qū)崿F(xiàn)。d.程序用 Autolisp 實(shí)現(xiàn)。e.完成相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2 總體框架32 總體框架2.1 總體設(shè)計(jì)流程圖圖 2.1 流程圖密封的深溝球軸承帶止動(dòng)槽的深溝球軸承選型帶防塵蓋的深溝球軸承單邊防塵蓋的深溝球軸承單邊防塵蓋的深溝球軸承 雙邊帶防塵蓋的深溝球軸承 帶止動(dòng)槽的深溝球軸承雙邊的密封深溝球軸承雙邊的深溝球軸承單邊密封的深溝球軸承普通深溝球軸承輸入?yún)?shù)繪圖參數(shù)顯示對話框輸出圖形開始對比校對西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)42.2 研究方法a.以最新版本機(jī)械設(shè)計(jì)手冊為依據(jù)，以深溝球軸承為研究對象，確定深溝球軸承的類型，提練參數(shù)。b.使用 Lisp 語言實(shí)現(xiàn)繪圖功能，確定一個(gè)比較好的工作界面。c.在 AutoCAD 中加入繪制三維深溝球軸承的繪制功能，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖，對話框的驅(qū)動(dòng)、框圖的實(shí)現(xiàn)。2.3 方案提出a.深溝球軸承可以在 Pro/E 下實(shí)現(xiàn)深溝球軸承參數(shù)化設(shè)計(jì)，找出控制深溝球軸承的主要參數(shù)，對模型結(jié)構(gòu)尺寸通過尺寸和參數(shù)間的關(guān)系進(jìn)行控制，通過在程序中進(jìn)行修改，最終完成參數(shù)化設(shè)計(jì)。b.基于 UG 深溝球軸承參數(shù)化設(shè)計(jì)。c.深溝球軸承可以在 Autolisp 下實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。通過查閱相關(guān)資料選用 Autolisp 對深溝球軸承進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，因?yàn)樵跈C(jī)械產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)中,建立標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)部件的繪圖工具對提高設(shè)計(jì)與繪圖效率起著重要的作用.標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)部件種類繁多、尺寸各異,尤其是在裝配圖設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)部件的數(shù)量多,繪圖繁瑣費(fèi)時(shí),采用參數(shù)化繪圖方法編制程序進(jìn)行二次開發(fā) AutoCAD 三維深溝球軸承的繪制功能,AutoCAD 能直接轉(zhuǎn)換，大量節(jié)省時(shí)間，只要用戶輸入不同參數(shù)，便可直接調(diào)用。2.4 計(jì)出的軟件應(yīng)該具有的功能a.繪圖功能：在 AutoCAD 環(huán)境下開發(fā)，繪圖功能強(qiáng)大，操作簡便，便于修改。b.接口處理功能：在 AutoCAD 環(huán)境下應(yīng)該能方便的調(diào)入繪圖程序，直接會(huì)出所需要的圖形。c.對話框輸入功能：對于典型零件可根據(jù)需要輸入主要參數(shù)。d.便于用 Autolisp 語言進(jìn)行二次開發(fā)。2.5 實(shí)現(xiàn)原理Autolisp 語言是 AutoCAD 軟件的重要組成部分，用 Autolisp 語言可對AutoCAD 命令進(jìn)行擴(kuò)展。在設(shè)計(jì)過程中采用 Autolisp 語言編程計(jì)算，并直接調(diào)用 AutoCAD 命令繪制出受參數(shù)控制的工程圖樣。利用 DCL 語言編制對話框，在對話框中裝載幻燈片顯示要畫的的零件，并顯示出要輸入的參數(shù)，因此用戶西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)5只要從對話框中輸入主要技術(shù)參數(shù)，按 OK 鍵，由這些參數(shù)所決定的此零件圖即繪制出來。3 關(guān)鍵技術(shù)63 關(guān)鍵技術(shù)3.1 Autolisp 概述Autolisp 語言是從 AutoCADv2.17 版開始的，當(dāng)時(shí)，人們對于這種附于CAD 軟件里的高級語言隨感陌生卻充滿興趣。而 Autolisp 就是取正統(tǒng)的 Lisp 語法，再加以 AutoCAD 本身的特有指令功能而成的。因?yàn)橐话阆到y(tǒng)的 Lisp 與Autolisp 在輸入與計(jì)算方面的語法是一樣的，但在輸出方面（即顯示成圖形） ，Autolisp 因?yàn)橛姓麄€(gè) AutoCAD 的制圖功能做后盾所以輸出時(shí)，只要 Autolisp 的制圖指令就行了。但是一般正統(tǒng)的 Lisp 卻要自己想辦法讓圖形顯示出來，對一般用戶來說，是一個(gè)龐大的工程，但對于 Autolisp 來說，雖然 Lisp 的語法很難，但是有 AutoCAD 做后盾，隨著 AutoCAD 版本的更新與指令的成熟豐富，Autolisp 一直長盛不衰。到了 AutoCAD R12 版，因?yàn)樵谠摪胬锎罅砍霈F(xiàn)的對話框是根據(jù) DCL 語言來設(shè)計(jì)的，所以為了讓用戶也能設(shè)計(jì)對話框，遂讓 Autolisp加入可控的 DCL 的語法。DCL 全名為 Dialogue Control Language，它與Autolisp 一樣，只要將一個(gè)使用文字處理程序并依其語法撰寫而成的文字文件放在 Autolisp 可以調(diào)用的地方，在配合屏幕菜單設(shè)計(jì)就可以執(zhí)行了。Lisp 是一種計(jì)算機(jī)的表處理語言，是人工智能學(xué)科領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的一種程序設(shè)計(jì)語言。Autolisp 是基于 Lisp 發(fā)展起來的，內(nèi)嵌在 AutoCAD 內(nèi)部。使用 Autolisp 可以直接調(diào)用全部 AutoCAD 的指令，成為 AutoCAD 系統(tǒng)二次開發(fā)的基本工具，而 Visual Lisp 語言不僅為 Autolisp 語言增加了許多重要的功能，而且代表著 AutoCAD 系統(tǒng)的下一代開發(fā)工具，作為開發(fā)工具，Vlisp 提供了一個(gè)完整的集成開發(fā)環(huán)境，包括編譯器，調(diào)試器和其他工具，可以提高自定義AutoCAD 的效率。3.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過改動(dòng)圖形某一部分或某幾部分的尺寸,自動(dòng)完成對圖形中相關(guān)部分的變動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)尺寸圖形的驅(qū)動(dòng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)極大的提高了圖形的修改手段，具有很高的使用價(jià)值。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以強(qiáng)大有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改的功能，成為設(shè)計(jì)的有效手段。根據(jù)深溝球軸承的類型，確定在參數(shù)化設(shè)計(jì)中用到的主要參數(shù)有 D,B,d。因此在這三個(gè)參數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該確立好三個(gè)參數(shù)之間與其它參數(shù)之間的關(guān)系，這樣才可以有效地繪圖。西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）73.3 繪圖坐標(biāo)點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算3.3.1 繪圖基點(diǎn)設(shè)置在繪圖時(shí)，必不可少的是設(shè)置和計(jì)算坐標(biāo)點(diǎn)，盡量的減少坐標(biāo)點(diǎn)的設(shè)置，可以大大縮短繪圖程序?；c(diǎn)的確定關(guān)系到所繪制圖形在圖框中的總體布局。因此建立基點(diǎn)坐標(biāo)必須有利于確定其他點(diǎn)的坐標(biāo)，以便于的到有效的尺寸關(guān)系。3.3.2 繪圖坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算在深溝球軸承的繪圖坐標(biāo)點(diǎn)中，采用的是相對坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算，一般是從基點(diǎn)開始，根據(jù)已知點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算未知點(diǎn)的坐標(biāo)，即計(jì)算相對坐標(biāo)。主要采用polar 函數(shù)計(jì)算相對點(diǎn)的坐標(biāo)。3.4 深溝球軸承的校核計(jì)算a.為 90%時(shí)的壽命作為標(biāo)準(zhǔn)壽命，即按一組軸承中的 10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而 90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞的轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)作為軸承的壽命，并把這個(gè)壽命叫做基本額定壽命，以 L10 表示。b.基本額定動(dòng)載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為 106r 時(shí)，軸承所能承受的載荷，用 C 代表。c.軸承壽命的計(jì)算公式： (3.1)??610hCLnP??（式中：P 為載荷， n 為轉(zhuǎn)速， 為指數(shù)，對于球軸承 =3，對于滾子軸承 = ???）,為了簡化計(jì)算，引入速度系數(shù) fn 和壽命系數(shù) fh103n13f=ε(3.2)壽命系數(shù)： (3.3)hnLfε50d.滾子軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 (3.4)PXFrYa??式中 X、Y 分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)。對于只承受純徑向載荷 Fr 的軸承 ,對于只承受純軸向載荷 Fa 的軸承 。Fr?PFa?例.設(shè)某支承根據(jù)工作條件決定選用深溝球軸承。軸承的徑向載荷Fr=5500N,軸向載荷 Fa=2700N,軸承轉(zhuǎn)速 n=1250r/min，裝軸承處的軸頸直徑可西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8在 50～60mm 范圍內(nèi)選擇，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕微沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命 Lh′=5000h.是選擇軸承型號。解：a. 求比值，深溝球軸承的最大 e 值為 0.44，故此時(shí) ﹥e270.495arF? arFb. 初選計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P根據(jù) fp=1.0～1.2，取 fp=1.2，取 X=0.56，Y 值需在已知型號和基本額定靜載荷C0 后才能求出。現(xiàn)暫選一近似中間值，取 Y=1.5，則：P=1.2×(0.56×5500+1.5×2700)N=8556Nc. 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值=61699N60'1hnLP??d. 按照軸承樣本或設(shè)計(jì)手冊選擇 C=61800N 的 6310 軸承此軸承的基本額定靜載荷 C0=38000N。驗(yàn)算如下：(1) 求相對軸向載荷對應(yīng)的 e 值與 Y 值。相對軸向載荷為 =0.07105，在表中介于 0.07～0.13 之間，對應(yīng)的 e 值為0aF0.27～0.31，Y 值為 1.6～1.4.(2) 用線性插值法求 Y 值。Y=1.4+ X=0.56 Y=1.597????1.64.13751.90???(3) 求當(dāng)量動(dòng)載荷 P P=1.2×(0.56×5500+1.597×2700)=8870.28N(4) 驗(yàn)算 6310 軸承的壽命根據(jù)式(3.1)得： ﹤5000h 即低于預(yù)期計(jì)算壽命。6104509.12hCLhnP????????4 程序設(shè)計(jì)94 程序設(shè)計(jì)4.1 DCL 對話框簡介對話框是一種邊界固定的窗口,也是一種先進(jìn)的、流行的人機(jī)交互界面。運(yùn)用對話框可以方便而直觀地實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸和信息傳輸，所以當(dāng)今幾乎所有的軟件都要用到對話框界面與用戶交流。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)以系列化的趨勢下，為提高繪圖效率，常用 DCL 與 Autolisp 語言對其進(jìn)行二次開發(fā)。其中，DCL 是設(shè)計(jì)用戶對話框的語言，Autolisp 是編寫繪制圖形，編輯圖形等程序處理語言。兩者結(jié)合使用，可以開發(fā)出人機(jī)交互性強(qiáng)，繪圖功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。AutoCAD 有自己的一套對話框設(shè)計(jì)語言，稱為對話框控制語言(DCL)。該語言以 ASCII 文件形式定義對話框，對話框中的各種元素又稱為控件，控件的尺寸和功能由控件的屬性控制。用戶只要提供最基本的位置信息，AutoCAD 就可以自動(dòng)確定對話框的大小和部件的布局。Visual Lisp 提供了查看對話框的工具，同時(shí)還提供了從應(yīng)用程序中控制對話框的函數(shù)。DCL 語法結(jié)合了 Autolisp與 DCL 兩種語法的功能，可以讓使用者半自動(dòng)地架構(gòu)出“圖形模式”的對話框使用界面，AutoCAD 為用戶提供的可編程對話框技術(shù)是由專用的對話框描述語言（DCL）和 Autolisp 驅(qū)動(dòng)函數(shù)兩部分內(nèi)容組成的。通過 DCL 語法開發(fā)而成的“對話框”輸入界面，可以讓讀者以“點(diǎn)選”或是“填表”的方式輸入數(shù)據(jù)，并執(zhí)行 Autolisp 程序，而不限于由指令提示區(qū)執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)的動(dòng)作。對話框由框架和包含在框架內(nèi)的控件組成。一個(gè)對話框由位于其中的按鈕（單選框、復(fù)選框、圖像、動(dòng)作） 、文本編輯框、彈出式列表框和滑動(dòng)條等控件組成。DCL文件也 Autolisp 程序一樣，是單純的 ASCII 格式的文本文件，可以使用一般的文字處理軟件來執(zhí)行編輯、修改的動(dòng)作，如記事本、寫字板和 Word 等。4.2 界面設(shè)計(jì)Autolisp 界面如圖 4.1 所示:4 程序設(shè)計(jì)10圖 4.1 Autolisp 界面西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)11進(jìn)入 AutoCAD 中，選擇【工具】 【Autolisp】 【Visual Lisp 編輯器】選項(xiàng)?；蛑苯釉诔绦蚓庉嫶翱趨^(qū)中鍵入“指令：vlisp〈Ente〉 ”或“指令：Vlide〈Ente〉 ”都可以實(shí)現(xiàn)如圖所示的窗口。Lisp 界面由六個(gè)部分組成：菜單欄：它集中了控制 Visual Lisp 界面的最高層次指令，類似任何Windows 窗口上的指令。當(dāng)鼠標(biāo)指針移動(dòng)到其中任何指令上時(shí)，在 Visual Lisp界面底部的狀態(tài)欄上都會(huì)顯示該命令的簡短描述。工具欄：它以形象化的圖標(biāo)按鈕形式集中了部分常用的 Visual Lisp 命令，單擊工具欄上的按鈕就可以快速發(fā)布 Visual Lisp 命令。工具欄包括 5 個(gè)部分：“標(biāo)準(zhǔn)”工具欄、 “視圖”工具欄、 “調(diào)試” 工具欄、 “搜索“工具欄和”工具“工具欄。每個(gè)工具欄代表一組 Visual lisp 命令，其中每個(gè)圖標(biāo)按鈕代表命令組中的一個(gè)命令。文本編輯器：它是 Visua Lisp 編程環(huán)境的核心部分，用戶可以在文本編輯器中輸入、修改編寫的代碼?？刂婆_(tái)：這是 Visual Lisp 主窗口中一個(gè)單獨(dú)的、可滾動(dòng)的窗口。在控制臺(tái)窗口中，用戶可以輸入 A