齒輪加工動(dòng)畫仿真是齒輪設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，已有數(shù)篇關(guān)于該課題的文獻(xiàn)。郭曉東采用基于AutoCAD環(huán)境的ObjectARX軟件包，用C++語言在AutoCAD環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了對(duì)錐齒輪切齒過程的仿線DSMAX環(huán)境中開發(fā)了齒輪機(jī)構(gòu)工作動(dòng)畫；馮涓在CAD環(huán)境下，用AutoLisp語言建立了范成法加工齒輪的仿真演示程序。

　　以上各種方法都有自己的特點(diǎn)，本文用VB對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)齒輪加工的三維動(dòng)畫仿真，這是因?yàn)閂B是目前最簡(jiǎn)捷的Windows軟件開發(fā)工具兼程序設(shè)計(jì)語言，能對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，可將AutoCAD當(dāng)成自己程序中的一個(gè)圖形窗口對(duì)其進(jìn)行打開、繪圖等操作，能十分方便地實(shí)現(xiàn)齒輪加工的動(dòng)畫仿真。

　　常見的齒輪加工方法有仿形法和范成法，范成法又包括齒輪插刀加工法、齒條插刀和齒輪滾刀加工法等。加工直齒圓柱齒輪的仿線 仿真程序流程圖

　　本程序只用一個(gè)窗體，用四個(gè)文本框接收輸入?yún)?shù)：齒數(shù)Z、模數(shù)m、壓力角α和變位系數(shù)x，用4個(gè)命令框控制子程序，1個(gè)命令框取消運(yùn)行程序。該窗體運(yùn)行結(jié)果如圖2所示。

　　用VB控制AutoCAD，是通過VB的Object技術(shù)來控制AutoCAD的對(duì)象及其方法和屬性的。VB6.0在調(diào)用AutoCAD 2000對(duì)象時(shí)，首先必須在VB中引用該對(duì)象庫，方法是在VB的“Projects/Preferences”菜單中選擇“AutoCADObjectLibrary”。

　　程序設(shè)計(jì)伊始，需定義一個(gè)AutoCAD對(duì)象變量GearCAD，通過該變量可以訪問AutoCAD的下級(jí)對(duì)象，定義方法為：Dim GearCAD As AcadApplication。然后在VB的窗體代碼中添加如下代碼，即可在程序運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)AutoCAD：

　　其中，NewDirection（0 To 2）為雙精度型一維數(shù)組變量，存放視點(diǎn)的三維坐標(biāo)。

　　用SendCommand方法實(shí)現(xiàn)圖形著色，本程序中使用Gouraud著色方式，可使三維模型表面光滑，富有逼真的質(zhì)感。其代碼如下：

　　在程序中先根據(jù)輸入的參數(shù)計(jì)算出齒輪的齒根圓半徑Rf、齒頂圓半徑Ra、分度圓半徑R、基圓半徑Rb、輪坯厚度Height和軸孔半徑r等。再利用AddCylinder方法分別生成一個(gè)以Ra為半徑的一個(gè)圓柱體Gear3d和一個(gè)以r為半徑的圓柱體Hole，再用布爾減（Boolean acSubtraction）方法生成齒輪中間的軸孔。

　　以齒條刀具為例，刀具模型形狀和刀具實(shí)體創(chuàng)建完畢時(shí)，分別如圖3和圖4所示。

　　(6)將齒條刀具Tool3d一端平移至與輪坯剛好相遇，準(zhǔn)備切齒。平移尺寸根據(jù)變位系數(shù)x、模數(shù)m等參數(shù)算出。

　　(2)刀具向前水平移動(dòng)，每次移動(dòng)距離（πm/n）mm，n為正整數(shù)；刀具沿齒輪毛坯上下移動(dòng)（用Move方法實(shí)現(xiàn)）切制出齒輪厚度方向齒形；

　　圖5和圖6分別為齒條插刀和仿形銑齒的動(dòng)畫仿線 齒條插刀動(dòng)畫仿線 仿形銑齒動(dòng)畫仿真

　　通過VB對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了VB界面對(duì)AutoCAD中對(duì)象的控制，既發(fā)揮了VB在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及界面友好和事件驅(qū)動(dòng)方面的優(yōu)勢(shì)，又利用了AutoCAD的精確繪圖功能。我們借此方便地實(shí)現(xiàn)了齒輪加工的三維動(dòng)畫仿真，這在科研和教學(xué)方面有較大的實(shí)用性。