基于AutoCAD三维深沟球轴承的参数化设计

在机械产品的三维设计中，建立标准件或标准部件的绘图工具对提高设计与绘图效率起着重要的作用。标准件或标准部件种类繁多、尺寸各异，尤其是在装配图设计中标准件或标准部件的数量多，绘图繁琐费时，采用参数化绘图方法编制程序进行二次开发AutoCAD三维深沟球轴承的绘制功能，可为AutoCAD新增绘制三维深沟球轴承功能的命令，使得在进行机械产品三维CAD时，绘制三维深沟球轴承更为方便，提高三维设计的绘图工作效率。

　　1 编制程序方法

　　滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四种元件组成。如图1为深沟球轴承的基本结构图，三维深沟球轴承程序由主程序和数个子程序组成，其程序框图如图2所示。主程序主要绘制轴承的保持架、钢球以及轴承的内、外圈。子程序由空心圆柱子程序和内、外圈子程序组成。其中绘制轴承的保持架是整个轴承程序中较为复杂的部分，编程及绘制原理如下：首先利用两个空心圆柱(圆柱1和圆柱2)布尔运算的交集形成保持架的初步形状，如图3a所示;然后再截去下半部分即可形成半个空心小圆管，第三步用阵列命令将其阵列，如图3b;第四步利用空心圆柱子程序画一很薄的空心圆柱把这些小圆管连接起来，并作布尔运算的并集把空心薄圆柱和空心小圆管连为一体;再在一个空心小圆管中画一圆球后作阵列，最后把大小圆管的组合体与圆球进行布尔运算的差集即可，如图3c;使用镜像命令作上下对称复制就可得到整个轴承保持架，如图3d

　　下面为部分主程序的代码

　　(defun c：zc()

　　;画保持架

　　( command“layer”“m”1“c”1 1“”)

　　(command“layer” “s” 1 “”)

　　(setq dq (getreal “ n输人轴承钢球直径 dq：”))

　　(setq n (getint“ 输入轴承钢球个数n：”))

　　(setq rq(/dq 2))

　　(setq b(getreal“ 输人轴承高度b：”))

　　(setq dl(getreal“ 输人轴承外径dl：”))

　　(setq r1(/dl 2))

　　(setq d2 (getreal“ 输人轴承内径d2：”))

　　(setq r2 (/d2 2))

　　(setq a(一r1 r2));a=r1-r2

　　(setq r3(+r2(/a2)));r3=r2+(a/2)

　　(setq c(/b2))

　　(command“elev”(一c)“”0“”)

　　(kxyz);调用子程序画圆柱2

　　(setq el2(entlast))

　　(kxyz );调用子程序画圆柱1

　　(setq ell (entlast))

　　(command“ucs”“x” 90“”)

　　(command“rotate” ell“”(list r3 0 0 ) 90“”)

　　(setq ssl(ssget“x”(list( cons 8“1”))))

　　(command“intersect”ssl“”)

　　(command“ucs” “x” -90 “”)

　　(setq el3 (entlast))

　　(command“vpoint”(list 0 0 1))

　　(setq e14 (entlast))

　　(command“subtract”

　　(setq e15(entlast))

　　(command“array” e15“”“P” (list 0 0 0) 10 “” “” “”)

　　(kxyz);调用子程序画保持架大圈

　　(setq e16 (entlast))

　　(setq oq(list r30))

　　(command“layer” “m” 2“c” 2 2 “”)

　　(command“layer”“s”2“” )

　　(command“sphere”oq rq )

　　(setq e17 (entlast))

　　(command“line”(list 0 0 0 )(list0 0 5)“”)

　　(setq e18 (entlast))

　　(command“array” e17“”“p”(list0 0 0) 10“”“”“”)

　　(setq sswl(ssget“x”(list(cons 8 “2”))))

　　(command“subtract”e16“”sswl“”)

　　(setq ssw2 (ssget“x”(list(cons 8“1”))))

　　(command“union”ssw2“”)

　　(setq ssw3 (ssget“x”(list(cons 8“1”))))

　　(command“layer”“m” 3“c” 3 3“”)

　　(command“layer”“s” 3“”)

　　(command“sphere” oq rq )

　　(setq e19(entlast))

　　(command“array” e19“”“p”(list0 0 0) 10“”“”“”)

　　(command“vpoint”(list 0 -1 0))

　　(command“ucs”“x” 90“”)

　　(command“mirror”ssw3“”(list 0 0 )(list 0“n” “”)

　　(nwq);画内外圈子程序

　　)

　　2 在AutoCAD中加入绘制三维深沟球轴承的绘制功能

　　在绘图时首先需要加载Visual LISP程序后，才能运行绘图程序。但通过定制菜单、定制工具栏可将每次的加载程序的操作省略，使得加载程序的工作在启动AutoCAD时就已完成，同时以命令的形式把运行程序的操作追加人AutoCAD中。这样使用Visual LISP程序就如同AutoCAD命令一样方便。其主要过程如下：调出AutoCAD中Support下的ACAD. MNS，在…POP7中加进调用的Visual LISP程序命令行，即可将该程序添加进菜单文件。

　　* * * POP7

　　* * DRAW

　　ID_MnDraw [绘制&D]

　　……

　　ID_MnSolids [->实体&I]

　　ID_Box [立方体&B]^C^C_ box

　　……

　　ID_3D深沟球轴承 [三维深沟球轴承&G]^C^C

　　(load“C:/Ball bearing.LSP”);zc

　　以纯文本的文件保存ACAD.MNS后，启动AutoCAD后屏幕显示下拉菜单，其中已添加了三维深沟球轴承命令。使用图标制作软件设计制作一个相应的图标，然后再在Solid工具栏中添加相应的三维深沟球轴承图标工具，由于篇幅有限，具体过程此处不作详细叙述。利用此命令在AutoCAD中绘制一个三维深沟球轴承，然后采用3D Studio MAX进行渲染，效果如图4所示。

　　

　　3 结论

　　在利用AutoCAD进行机械的三维设计时，滚动轴承是最为常用的零件之一，三维零件可用多种方法生成.但最为方便、快捷的方法是使用Visual LISP程序进行二次开发，将所需的零件进行参数化设计，并把这些Visual LISP程序作为命令添加到AutoCAD之中，不断丰富和完善AutoCAD的功能，以提高三维设计的速度及效率。

(本文不涉密)
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