VB开发CAD圆锥滚子轴承设计项目说明指导书.doc

毕 业 设 计 (论 文) 圆锥滚子轴承辅助设计系 名： 机械工程系 专业班级： * 学生姓名： * 学 号： * 指导老师姓名： * 指导老师职称： 讲师 年 4月目 录第一章 设计概要 1.1 系统运行平台 61.1.1 CAD概念 61.1.2 VB概念 61.1.3 系统要求及模型建立 61.2 IDEF0框图 7第二章 圆锥滚子轴承设计原理 9 2.1基础概念及术语 92.2 滚动轴承类型选择 92.3 按额定动载选择轴承 92.4基础额定动载荷计算 10第三章 圆锥滚子轴承程序设计12 3.1圆锥滚子轴承具体实现方法123.2 连接数据库Access 123.3 依据轴承最小内径选择参数 123.4 校核接触疲惫强度 133.5 CAD出图 14 第四章 软件使用说明 154.1 系统运行环境 154.2 VB操作 15总结 16致谢 17参考文件17圆锥滚子轴承计算机辅助设计专业班级：计算机辅助设计和制造 学生姓名：*指导老师：* 职称：讲师摘要 本设计是设计一个基于圆锥滚子轴承设计参数化系统。其设计对象为圆锥滚子轴承。所设计系统功效分为对其进行参数化强度计算和参数化后自动出图两个部分。在本设计中，圆锥滚子轴承几何尺寸确定方法和强度计算方法关键参考机械设计基础,所用到软件有Microsoft Visual Basic 6.0, Office Access、AutoCAD。此系统在Windows XP系统中进行设计和调试并可正常运行。关键词：圆锥滚子轴承设计 参数化 自动生成图形Straight bevel gear computer-aided design Abstract The design is based on the design of a straight bevel gear design parameters of the system. The design targets for the straight bevel gear. Designed by the function of the system into its parameters and parameters of strength calculation of automatically after drawing two parts. In this design, straight bevel gear geometry determine the method of calculation methods and intensity of the main reference mechanical design basis, the software used by Microsoft Visual Basic 6.0, Office Access, AutoCAD. The system in Windows XP system design and debug and normal operation. Key words: straight bevel gear design parameters of the automatically generated graphics引 言现在,国际市场轴承年销售额为300亿美元,其中中国为30亿美元,占1 /10。而圆锥滚子轴承产量占全国轴承总产量30% ,仅次于深沟球轴承而居各类轴承第二位,关键应用在铁路、汽车、机床、冶金、农机等行业。圆锥滚子轴承设计计算复杂,又处于生产过程上游,设计速度缓慢直接造成整个轴承生产过程延长。开发圆锥滚子轴承CAD系统,促进轴承设计自动化无疑将提升轴承生产企业发展速度。AutoCAD是现在中国使用最为广泛CAD软件,含有良好通用性。不过,因为各行业、企业之间产品对象不一样,在使用这种通用CAD软件时侧关键也不相同。所以企业期望软件能融合各自行业、企业实施标淮和设计经验,实现基于知识产品创新设计,以取得针对性强、效率高、响应速度快设计效果。针对圆锥滚子轴承设计问题,以AutoCAD平台进行二次开发,研制了圆锥滚子轴承CAD系统。1系统开发方案本系统关键是将机械设计手册中部分国家标准经过二维数据数据表存入数据库中，经过程序对数据库调用来实现查表功效。因国家标准很多，假如全部输入数据库话，其工作量是很大，而在我们设计中关键是表现数据库见解。所以，只是挑出部分常见，以数据库形式建立起来。最终将生成结果作为对AutoCAD进行二次开发依据自动生成各大件零件图。我毕业设计就是利用CAD和VB两类软件来共同实现，具体说就是利用VB连接数据库和CAD，进而能够经过简单参数选择就能够实现CAD自动出图。在工程和产品设计中，计算机能够帮助设计人员计算、信息存放和制图等工作。相关设计内容首先明确专题思绪，再一步一步进行具体设计。第一，先用传统设计方法进行圆锥滚子轴承设计，即根据机械设计手册设计步骤，一一选择参数，依据圆锥滚子轴承齿根弯曲疲惫强度计算出m,d；第二再进行校核。可选择圆锥滚子轴承齿根弯曲疲惫强度进行校核。假如校核成功，继续进行齿面接触疲惫强度校核；校核不成功，则需返回上一步操作，继续计算。以上是传统设计理念，接下来再转换为新设计方法。关键是利用VB软件，将设计内容代换成VB中代码即可。传统需要查表，查图参数，在VB中能够连接转换成对应数据库，连接数据库就能够自动在数据库中查到对应数值。第一章 设计概要1.1系统运行平台开发系统：Microsoft Visual Basic 6.0，Microsoft Access ,Auto CAD。1.1.1 CAD：计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 计算机辅助设计是利用计算机硬、软件系统辅助大家对产品或工程进行设计一个方法和技术。它是一门多学科综合应用新技术，它包含：图形处理技术、工程分析技术、数据管理和数据交换技术、图文档案处理技术、软件设计技术等。它能够有效地和产品开发下游工作（CAM、CAPP、CAE、CAT等）结合形成计算机集成制造系统。 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。简称cad。；多种设计信息，不管是数字、文字或图形，全部能存放在计算机内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常见草图开始设计，将草图变为工作图繁重工作能够交给计算机完成；由计算机自动产生设计结果，能够快速作出图形显示出来，使设计人员立即对设计作出判定和修改；利用计算机能够进行和图形编辑、放大、缩小、平移和旋转等相关图形数据加工工作。cad 能够减轻设计人员劳动，缩短设计周期和提升设计质量.1.1.2 VB：Visual Basci程序设计 VB是一个可视化、面向对象和采取事件驱动方法结构化高级程序设计语言，可用于开发Windows环境下各类应用程序。它简单易学、效率高，且功效强大能够和Windowsr专业开发工具SDK相媲美。在Visual Basic环境下，利用事件驱动编程机制、新奇易用可视化设计工具，使用Windows内部广泛应用程序接口（API）函数，以用动态链接库（DLL）、对象链接和世隔嵌入（OLE）、开放式数据连接（ODBC）等技术，能够高效、快速地开发Windows环境下功效强大、图形界面丰富应用软件系统.1.1.3 系统要求及模型建立本系统运行环境：windows9x/windows professional。硬件要求：含有pentium90以上或愈加快处理器、32M以上内存或更高、显卡8M以上。显示模式：800X600正彩色显示模式。开发系统：Microsoft Visual Basic 6.0，Microsoft Access ,Auto CAD。本系统用户界面有两种模式： 其一是交互设计模式。处于此种模式下设计用户将了解到减速器各部件具体设计计算过程，它是采取一个向导形式帮助用户一步一步完成该部件设计，所以此种模式尤其适合于初学者或原来对减速器设计根本不懂用户。 其二是快速设计模式。在此种模式下工作用户无需知道减速器具体设计过程，简单到只需用户输入部分原始数据就能够快速地得到所需结果。此种模式适合于那些已经对减速器设计过程了如指掌或根本无需知道其设计过程用户。此种模式设计效率是极其高。用户只需简单多个步骤就能轻松完成。采取此种模式往往能得到事半功倍效果。以上两种模式用图形表示以下：原始数据输入设计向导设计结果汇总CAD自动出图用 户 图1.1交互模式原始数据输入原 始 数 据 输 入 界 面CAD自动出图用 户设计结果汇总 图1.2快速设计模式 优化设计是传动设计中不可缺乏，通常优化设计是根据常规设计准则、设计规范,把设计变量处理成确定型变量,建立常规数学模型,这种不够完善数学处理致使常规优化设计难以反应产品运行真实工况,影响优化技术效果。可靠性设计是将设计中相关变量看成随机变量,依据数理统计理论,根据可靠性设计准则,建立概率数学模型,这种处理反应了各变量随机性,符合工程实际情况。将二者结合起来,便形成可靠性优化设计, 可靠性优化设计考虑了设计中各变量随机性,所以其优化模型和优化方案比常规优化更靠近客观实际，而且即能定量回复产品在运行中可靠度,又能使产品功效参数取得优化解,所以是一个更具工程实用价值综合设计方法。1.2 IDEF0框图：整个系统被划分为若干模块,然后分别对每个模块进行处理,最终化整为零,这种设计思想贯穿于设计一直。这就是IDEF0思想，下面将就IDEF0作简明叙述。IDEF是ICAM DEFinition method 缩写,是美国空军在70年代末80年代初ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计方法基础上发展一套系统分析和设计方法。IDEF0方法是其中一个内容,在ICAM中用来建立加工制造业体系结构模型,其基础内容是SADT(System Analysis and Design Technology)活动模型方法。它是由Softech 企业发展起来。IDEF0基础思想是结构化分析方法，起源于SADT方法。它含有以下一组基础特色，这些特色形成一个思维规则，适适用于从计划阶段到设计阶段多种工作。IDEF0首先建立功效模型。把表示“这个问题是什么”分析阶段，和“这个问题是怎样处理和实现”设计阶段仔细地域分开来。这么，在决定解法细节之前，确保能完整而清楚地了解问题。这是系统成功开发关键所在。在设计阶段，要逐步识别多种能用来实现所需功效机制，识别选择合适机制依据是设计经验及对性能约束知识。依据不一样模型，机制能够是很抽象，也能够是很具体。关键是，机制指出了“什么”是“怎样”地实现。IDEF0提供了一个记号，来表示在功效模型中怎样提供一个机制来实现一个功效，及单个机制怎样能在功效模型多个不一样地方完成相关功效。图2.1盒子及其接口箭头IDEF0用严格自顶向下地逐层分解方法来结构模型结构. 图2.2 IDEF0自上向下、逐层分解模型结构 IDEF0提供规则，确保了怎样经过分解得到大家所需要具体信息。一个模块在向下分解时，分解成不少于3个、不多于6个子模块。上界6，确保了采取递阶层次来描述复杂事物时，同一层次中模块数不会太多，以致不宜于人认识规律。下界3，确保了分解有意义。不过，原始SADT方法，要求一张图上盒子数为27个，故我们也不作很硬性限制。模型中一个图形和其它图形间正确关系，则用相互连接箭头来表示。当一个模块被分解成多个子模块时，用箭头表示各子模块之间接口。每个子模块名字加上带标签接口，确定了一个范围，要求了子模块细节内容。第二章 圆锥滚子轴承设计原理2.1 基础概念及术语 （1）寿命 单个滚子轴承寿命是指轴承一个套圈或滚动材料上出现第一个疲惫扩展迹象之前，轴承一个套圈相对于另一个套圈选装圈数（2）可靠度 是指一组在相同条件下运转、近于相同滚动轴承期望达成或超出要求寿命百分率。单个滚动轴承可靠度为该轴承达成或超出要求寿命概率（3）静载荷 轴承相互相对转速为零时，作用在轴承上载荷（4）动载荷 当轴承套圈或垫圈相对旋转时（向心或推力轴承）或滚道元件在滚动方向运动时（直线轴承），作用在轴承上载荷（5）额定寿命 以径向基础额定动载荷或轴向基础额定动载荷为基础寿命估计值（6）基础额定寿命 对于单个滚动轴承或一组在相同条件下运转、近于相同滚动轴承，其寿命是和90可靠度现代常见材料和加工质量和常规运转条件相关寿命（7）径向基础额定动载荷 是指一套滚动轴承理论上所能承受恒定动载荷。在这一载荷作用下基础额定寿命为一百万转。对于单列角接触轴承，该载荷是指导起轴承套圈相互间产生纯径向载荷径向分量（8）轴向基础额定动载 是指一套轴承理论上所能承受恒定中心轴向载荷，在该载荷作用下，轴承基础额定寿命为一百万转（9）径向（或轴向）当量动载 是指一恒定径向载荷（或中心载荷），在该载荷作用下，滚动轴承含有和实际载荷条件下相同寿命 （10）径向（或轴向）基础额定静载荷 在量大载荷滚动体和滚道接触中心外产生和下列计算接触应力相当径向静载荷（或中心轴向静载荷）：4600MPa调心球轴承、4200MPa其它类型向心球轴承和推力球轴承、4000MPa向心和推力滚子轴承（11）径向（或轴向）当量静载荷 是指在最大载荷滚动体和滚道接触中心处产生和实际载荷条件下相同接触应力径向（或轴向）静载荷2.2 滚动轴承类型选择选择滚动轴承类型和多个原因相关，通常依据下列多个关键因数，和（1）许可空间(2)载荷大小和方向。比如现有径向又有轴向联合载荷通常选择角接触球轴承或圆锥滚子轴承，如径向载荷大，轴向载荷小可选择深沟球轴承和内外圈全部有挡圈圆柱滚子轴承，如同时还存在轴或壳体变形大和安装对中性差情况，可选择调心球轴承、调心滚子轴承；如轴向载荷大，径向载荷小，可选择推力角接触球轴承、推力圆锥滚子轴承，如同时要求调心性能，可选择推力调心滚子轴承（3）轴承工作转速（4）旋转精度，通常机械均可采取0级公差轴承（5）轴承刚性，通常滚子轴承刚性大于球轴承，提升轴承刚性，可经过“预紧”，但必需合适（6）轴向游动 ，轴承配置通常是一端固定，一端游动，以适应轴热胀冷缩，确保轴承游动方法，一是选择内圈或外圈无挡边轴承，另一个是在内圈和轴或外圈和轴承孔之间采取间隙配合（7）摩擦力矩 。需要低摩擦力矩机械（仪器），应尽可能采取球轴承，还应尽可能避免采取接触式密封轴承（8）安装和拆卸，装卸频繁时，采取分离式轴承或选择内圈为圆锥孔、带紧定套或退卸套调心滚子轴承、调心球轴承2.3 按额定动载选择轴承选择轴承类型通常应依据机械类型、工作条件、可靠度要求及轴承工作转速n,预先确定一个合适使用寿命Lh（用工作小时表示），再进行额定动载和额定静载计算，各类机械所需轴承使用寿命推荐值见表7-2-272.4基础额定动载荷计算对于转速较高轴承（n10r/min）,可按基础额定动载荷计算值选择轴承，然后校核其额定静载荷是否满足要求。当轴承可靠度为90、轴承材料为常规材料并在常规条件下运转时，取500h作为额定寿命基准同时考虑温度、振动、冲击等改变则轴承额定动载可按下式简化计算式中 C基础额定动载荷计算值，NP当量动载荷由计算寿命原因，按表7-2-23选择力矩载荷原因，力矩载荷较小时为1.5，较大时为2 冲击载荷原因，按表7-2-25选择速度原因，按表7-2-24选择温度原因，按表7-2-26选择轴承尺寸及性能表中所列基础额定径向动载荷，N第三章 圆锥滚子轴承程序设计3.1圆锥滚子轴承具体实现方法：下面就按以上步骤写出VB程序：先说明一下，和其它语言不一样，VB不要求程序远在使用变量前尤其申明。假如没有申明变量，VB会使用称为“variant”得缺省数据类型。然而，使用variant存放通用信息有两大缺点：一是她会浪费内存空间，二是在于一些数据处理功效同时使用时variant类型可能无效。所以，在使用变量前最好先申明变量，把将要使用到数据类型告诉程序。申明变量能够有效降低错误率。为了避免写错变量名引发麻烦，能够要求在使用变量前，必需先用申明语句申明，不然VB发出警告“variable not defined”。要强制显式申明变量，可在类模块、窗体模块或标准模块申明中加入语句Option Explicit或从“工具”菜单中实施“选项/编辑器”命令，再复选“要求变量申明”选项。控件数组使用在本程序中使用也是至关关键，使用控件数组添加控件所消耗资源笔直接向窗体中添加多个相同类型控件消耗资源要少。当有若干控件实施大致相同操作时，控件数组共享一样事件过程，在程序运行中，能够利用返回索引值来识别十件事由哪个控件所引发。在编程之前首先就是变量定义，变量定义以下：定义已知参数 求速度原因fn数据库 Public db1 As Database Public Rs1 As Recordset Public Fn As Double3.2连接数据库Access和数据库Access连接，在VB中“工程”中需引用“Mircrosoft Office 12.0 Access database engine Object Library， 添加代码以下：例：定义 Public db1 As Database Public Rs1 As Recordset 赋值 Set db1 = OpenDatabase(F:vba学习圆锥滚子轴承db1.mdb) Set Rs1 = db1.OpenRecordset(1, 2)3.3 依据轴承最小内径选择参数例：已知参数赋值轴承最小内径 = Combo4.text载荷性质 = Combo1.text轴承寿命= Combo3.text 在VB中实现查表或查图 为了使设计趋于参数化，必需引用相关数据库。首先得要了解一下数据库软件Access，并依据资料中表格或插图，将其转化为对应数据库。这部分在程序里关键是经过数据库实现，依据所给参数决定需要选择材料机齿轮精度。一级查表例： 求速度原因fn数据库当单击Combo5组合框，单击n1组合框时，再单击i祝贺框时，VB就会对应查表事件。Private Sub Combo5_Click() Do While Not Rs1.EOF If Rs1.Fields(1) = Combo5.Text Then Fn = Rs1.Fields(2) End If Rs1.MoveNext LoopEnd Sub3.1.3 多种参数数值计算以表中公式为例演示公式计算在VB程序里是怎样实现。 该公式在VB中形式为：X = (Fh * Fd * Fm) * Pr) / (Fn * Ft)在VB程序里算式计算次序跟四则运算法则是一样，故在程序里公式输入只要依据四则运算法则依次输入即可。具体实现程序为：Dim Fh As DoubleDim Fd As DoubleDim Fm As DoubleDim Fn As Double X = (Fh * Fd * Fm) * Pr) / (Fn * Ft) 3.4校核轴承接触疲惫强度依据公式若均小于，则安全。下面以这为例演示这种形式在VB里是怎样实现:Fa = Text3.Text Fr = Text2.Text If Fa / Fr = E Then Pr = Fr Else Pr = 0.4 * Fr + Y * Fa End If Fm = 1 X = (Fh * Fd * Fm) * Pr) / (Fn * Ft) If X / 1000 Cr Then txt2.Text = 合格 Else txt2.Text = 不合格 End If3.5 CAD出图 依据前面计算结果得到了要求设计尺寸，利用其值绘制圆弧圆柱齿轮结构图。要实现VB和CAD连接，需在VB中引用工程，并添加相关代码。因为本设计运行环境是在VB6.0和Autocad中，所以在VB中“工程”中需引用“AutoCAD Type Library”，同时在VB代码中也要添加于CAD相关引用代码：例：引用 Public Acadapp As AcadApplication Public Thisdrawing As AcadDocument Public Mospace As AcadModelSpace 赋值Set Acadapp = GetObject(, Autocad.application) Set Thisdrawing = Acadapp.ActiveDocument Set Mospace = Thisdrawing.ModelSpace 定义好以后就正式进入CAD绘图程序编写：第四章 软件使用说明4.1、系统运行环境需要软件有Office Access、AutoCAD、VB6.0等。4.2、VB操作 选择已知参数将“毕业设计”复制到D盘下面；打开VB，点“工程”-“引用”AutoCAD Type Library、Mircrosoft Office 12.0 Access database engine Object Library；选择F盘下“毕业设计”，选择“毕业设计.vbp”就能够了；按F5运行程序，进入界面及程序（Form1）。总 结最终完成了该设计，经过这次设计我不仅对AutoCAD多种指令运转有了更深了解，同时我也学会了怎样用计算机这个辅助工具为我们专业服务，培养了我独立开发能力。在这个开发过程中，我使用了Visual Basci、Microsoft Access、Auto CAD这多个软件，对这多个软件有了更深了解。但因为我能力有限使得这个小程序在很多方面还存在着弊病，需要以后去完善。比如数据库数据完整，用户和系统交换性能全部需要去不停完善。最终感谢冷老师在我设计过程中给帮助和指导。致 谢时光荏苒，岁月如梭。这里有我熟悉一切，有我热爱一切。恍惚中，在漂亮高专校园中，度过了人生中最为宝贵年华。此次毕业设计历时四个多月，从选题、设计到CAD绘制零件图，完成说明书。感谢我指导老师，因为本人工作原因，设计中问题没有得到老师指导，但老师没有因为我没时间去学校而放弃对我监督，反而给我激励，给我机会，告诉我一个又一个设计步骤是什么。一直很喜爱老师教学风格和为人作风，这也是为何我会选择挑战自己，投奔老师麾下做毕业设计原因。谢谢老师给了我挑战自己信心。其次要感谢和我一起做毕业设计同组同学们，她们在此次设计中对我帮助很大，是她们热新帮助使我设计这么顺利完成。再其次感谢在这次设计中帮助我以前同学们，感谢她们在我做设计时给帮助，感谢她们在百忙中抽出时间帮我处理问题。在论文立即完成之际，我心情无法平静，从开始进入课题到论文顺利完成，有多少可敬师长、同学、好友给了我无言帮助，在这里请接收我真挚谢意！最终感谢全部关心和帮助过我人。参考文件：1AutoCAD VBA开发出色实例教程 清华大学出版社2新编Visual Basic程序设计教程 苏州大学出版社3新编Visual Basic学习指导 苏州大学出版社4机械设计基础 上海交通大学出版社5机械设计师手册（新版） 机械工业出版社6 机械设计 机械设计出版社7 机械原理 北京航空工业出版社8 机械设计课程设计手册 北京高等教育出版社9 机械零部件设计手册 北京机械工业出版社10计算机绘图（中级） 同济大学出版社11网络资源