基于SolidWorks的浓缩机驱动轴参数化设计*

王娜娜 王守信 贾俊豪 高瑞红

(1.太原科技大学机械工程学院；2.太原重型机械集团有限公司)

基于SolidWorks的浓缩机驱动轴参数化设计*

王娜娜1王守信1贾俊豪2高瑞红1

(1.太原科技大学机械工程学院；2.太原重型机械集团有限公司)

以中心传动高效浓缩机驱动轴为研究对象，运用Visual Basic 6.0语言对SolidWorks进行二次开发，阐述了驱动轴二次开发流程及关键技术，实现了三维参数化设计。该设计通过输入相应的尺寸参数，可快速生成驱动轴的系列化模型，不仅缩短了设计周期，而且提高了浓缩机的设计效率。

浓缩机驱动轴 参数化设计 SolidWorks 二次开发

浓缩机是一种连续工作的浆流浓缩和澄清设备，主要由沉淀池和矿浆刮集机构组成，常用于湿式选矿作业中精矿浓缩和尾矿脱水，在煤炭、钢铁、化工、建材、水源和污水处理等领域也得到了广泛应用[1-2]。目前，中心传动高效浓缩机已有直径为35，38，40，45，48，53m等系列产品。根据客户的不同需求，通常都需要在原有成型产品的基础上，对浓缩机驱动轴尺寸进行重新设计，造成时间和精力的浪费。而运用参数化设计理念，通过VB编程调用SolidWorks自带的API函数，用户只需在VB程序界面中输入相应的尺寸参数，即可自动完成参数化建模，从而实现浓缩机驱动轴的二次开发[3]。

1 SolidWorks二次开发的原理

SolidWorks作为一种全参数化特征造型软件，本身含有大量的API函数，并且支持VB环境下创建的客户程序对函数的直接访问[4]。VB是一种面向对象的编程语言，可作为SolidWorks二次开发的工具。

VB编程是SolidWorks二次开发的关键部分，一方面能够方便用户开发出满足特定需求的人机交互界面，通过输入或选择不同的参数可以快速访问Access数据库；另一方面通过编写程序可直接调用SolidWorks的API函数，最终实现参数化建模[5]。用户只需在VB上进行操作，就可以驱动SolidWorks完成相应的指令。

2 驱动轴参数化设计的实现过程

2.1 结构分析

根据驱动轴上零件的安装、定位以及轴的制造加工工艺等方面的要求，确定合理的轴的结构形式和尺寸。驱动轴在机构中处于竖直状态，有三段工作部分，其上端与减速器联接，由减速器输出轴的尺寸可确定轴内孔尺寸，由推力调心滚子轴承可确定外径尺寸。轴中部通过键与小齿轮联接，根据所传递的转矩选择键的型号并进行校核，轴下端通过圆锥滚子轴承与端盖联接。

2.2 建模流程

通过计算校核确定驱动轴的具体尺寸(见表1)，并建立Microsoft Access参数数据库。在面向对象的开发环境VB 6.0中，设计一个人机交互界面(见图1)，完成设计参数的选择或者输入。以SolidWorks软件为支撑平台，通过在程序中调用SolidWorks API函数，最终实现驱动轴的参数化建模，整个建模步骤见图2。

表1φ35 m浓缩机驱动轴尺寸 mm

变量D1D2D3D4D5D6D7H1H2L8数值38030726724726724080190247337变量L1L2L3L4L5L6L7B1B2数值427100456480743204563

图1 人机交互界面

3 驱动轴参数化设计的关键技术

3.1 宏录制

SolidWorks的宏功能是一种简单的二次开发接口，宏录制和Visual Basic 6.0有着相同或相似的函数名，借助宏录制可以很方便地进行自主编程。在编程过程中，使用宏录制功能录制下所需要的API函数，了解函数中各个常数的变化对实体建模的影响，进而确定其中的关键常数，并将关键常数用变量代替，从而建立驱动轴的参数化模型，φ35 m浓缩机驱动轴参数化模型见图3。

图2 参数化建模步骤

图3 φ35 m浓缩机驱动轴参数化模型

3.2 特征程序代码

驱动轴的主要结构特征为轴和键槽。使用宏录制，首先生成轴和键槽的原始程序，然后找出其中的特征参数并用变量代替，最终生成它们的目标程序。

轴段部分程序代码如下：

Part.SketchManager.InsertSketch True

Part.ClearSelection2 True

' 插入草图

Part.CreateCircleByRadius2 0, 0, 0, D1 / 2

Part.ClearSelection

' 画直径为D1的圆

Set myFeature = Part.FeatureManager.FeatureExtrusion2(True, False, False, 0, 0, L1, 0.01, False, False, False, False, 0.017 453 292 519 94, 0.017 453 292 519 94, False, False, False, False, 1, 1, 1, 0, 0, False)

' 将直径为D1的圆拉伸成长度为L1的轴

boolstatus = Part.Extension.SelectByID2(“”, “FACE”, 0, 0, L1, False, 0, Nothing, 0)

Part.SketchManager.InsertSketch True

Part.ClearSelection2 True

Part.CreateCircleByRadius2 0, 0, 0, D2 / 2

' 以新拉伸出L1的端面为基准面，画直径为D2的圆

……

以此类推，生成驱动轴的各个轴段。

键槽是轴传递动力的关键部分，其程序代码如下：

Set SkLine = Part.SketchManager.CreateLine(B2 / 2, L1 + L2 + (L3 - L8) / 2, 0, B2 / 2, L1 + L2 + (L3 +L8) / 2, 0)

Part.ClearSelection2 True

Set SkArc = Part.SketchManager.CreateArc(0, L1 + L2 + (L3 - L8) / 2, 0, B2 / 2, L1 + L2 + (L3 - L8) / 2, 0, -B2 / 2, L1 + L2 + (L3 - L8) / 2, 0, -1)

Part.ClearSelection2 True

Set SkArc = Part.SketchManager.CreateArc(0, L1 + L2 + (L3 + L8) / 2, 0, B2 / 2, L1 + L2 + (L3 + L8) / 2, 0, -B2 / 2, L1 + L2 + (L3 + L8) / 2, 0, 1)

Part.ClearSelection2 True

Set SkLine = Part.SketchManager.CreateLine(-B2 / 2, L1 + L2 + (L3 - L8) / 2, 0, -B2 / 2, L1 + L2 + (L3 + L8) / 2, 0)

' 画键槽的二维图

Set myFeature = Part.FeatureManager.FeatureCut(True, False, False, 0, 0, D3 - H2, 0.02, False, False, False, False, 0.017 453 292 519 94, 0.017 453 292 519 94, False, False, False, False, 0, 1, 1)

' 将草图切除拉伸生成键槽

4 结 语

驱动轴是浓缩机传递动力的一个重要零件，通过Visual Basic 6.0对SolidWorks进行二次开发，可快速生成驱动轴的三维参数化模型。在中心传动高效浓缩机的设计中，不仅避免了对驱动轴的重复设计，而且缩短了设计周期，提高了设计效率。

[1] 王德才，王守信，高志鹏．我国高效浓缩机技术综述及展望[J]．中国新技术新产品，2011(1)：20．

[2] 陈庆来．我国中心传动浓缩机技术现状分析[J]．煤炭工程，2007(12)：107-109．

[3] 胡朝斌，夏 琳，黄 鹏．基于VB和SolidWorks的液压缸参数化设计[J]．煤矿机械，2014(12)：254-256．

[4] 王宗彦，吴淑芳，秦慧斌，等．SolidWorks机械产品高级开发技术[M]．北京：北京理工大学出版社，2005．

[5] 龚沛曾，陆慰民，杨志强．Visual Basic程序设计教程：6.0版[M]．北京：高等教育出版社，2004．

*山西省科技攻关项目(编号：20130313006-1)。

2015-02-16)

王娜娜(1986—)，女，硕士研究生，030024 山西省太原市万柏林区窊流路66号。