1 1 尺寸驅(qū)動(dòng)的概念

　　泰興減速機(jī)：所謂尺寸驅(qū)動(dòng)， 是指正式圖或者是徒手勾畫(huà)的圖一經(jīng)標(biāo)注尺寸后， 允許任意修改尺寸值， 繪圖系統(tǒng)自動(dòng)保持圖形與最新尺寸保持一致的圖形編輯方法。其中， 操作對(duì)象是尺寸值， 而操作結(jié)果是圖形的變換， 這種方法顯然與傳統(tǒng)的繪圖過(guò)程是截然不同的全新方法。尺寸驅(qū)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是變量幾何的思想，這種思想最初是由美國(guó)麻省理工大學(xué) D. C. Gos sand 教授在 70 年代末提出的， 現(xiàn)在已成為熱門研究課題。目前， 在國(guó)內(nèi)隨著用戶對(duì)軟件產(chǎn)品的使用要求日益增強(qiáng)， 這一新技術(shù)正在逐步發(fā)展應(yīng)用。

　　如果要實(shí)現(xiàn)真正的完全尺寸驅(qū)動(dòng)， 借助于徒手勾圖來(lái)生成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范圖還有一段距離。在這里， 暫時(shí)我們只是局部地討論這方面的問(wèn)題。

　　1 2 約束判定及尺寸驅(qū)動(dòng)

　　約束可分為 2 大類： 幾何約束和結(jié)構(gòu)約束。

　　幾何約束是用于描述幾何元素形狀及位置的尺寸約束， 如： 直線長(zhǎng)度和角度大小等。結(jié)構(gòu)約束是用于描述幾何元素之間結(jié)構(gòu)關(guān)系的約束， 即幾何元素間的連接關(guān)系和相互位置關(guān)系， 如： 平行、垂直等。

　　每個(gè)被約束實(shí)體總是由一個(gè)或幾個(gè)幾何約束與結(jié)構(gòu)約束所確定。而每一種實(shí)體的自由度是固定的， 如：在圖紙的二維空間中， 點(diǎn)有 2 個(gè)自由度； 直線由 2 個(gè)端點(diǎn)確定， 有 4 個(gè)自由度。每一種約束所限制的自由度也是固定的。因此， 只要將所處理對(duì)象的受約束自由度與對(duì)象本身所固有的自由度相比較， 就可以判定所處理的對(duì)象是過(guò)約束、欠約束或者是約束一致， 有利于對(duì)處理對(duì)象作進(jìn)一步分析和約束參數(shù)化。

　　例如： 平面上一個(gè)矩形（ 矩形 L邊與 x 軸的夾角為a ） 有 4 個(gè)點(diǎn)， 共有8 個(gè)自由度。而矩形的 2 條對(duì)邊相互平行， 且相鄰 2 邊的夾角為直角， 就出現(xiàn)了 3 個(gè)約束， 減少了 3 個(gè)自由度還剩下 5 個(gè)自由度 .

　　為限制整個(gè)圖形的整體位移旋轉(zhuǎn)， 選擇一基點(diǎn)及旋轉(zhuǎn)角限制 3 個(gè)自由度， 2 對(duì)邊的長(zhǎng)度（ L 、B） 限制 2 個(gè)自由度， 這時(shí)的矩形就是約束一致， 即該矩形是唯一確定的， 其各點(diǎn)坐標(biāo)由下列式子確定。

　　方程式的右端僅含 5 個(gè)需控制約束的自由度，方程式的左端即是唯一確定四邊形的 4 個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)。如果隨時(shí)修改 x1、y1、a、L 、B 這 5 個(gè)參數(shù)中的任意一個(gè)或幾個(gè)， 此矩形的尺寸、位置就會(huì)發(fā)生變化， 整個(gè)圖形這時(shí)已受于尺寸值的變化控制之下。

　　尺寸驅(qū)動(dòng)的程序步驟。

　　2 參數(shù)化繪圖

　　為了完成零件圖的繪制， 必須知道繪圖所需的每個(gè)尺寸、尺寸公差和一些特殊數(shù)據(jù)。因此， 在生成數(shù)據(jù)文件時(shí)， 這些數(shù)據(jù)必須全部輸出， 建立數(shù)據(jù)文件之最初依據(jù)是減速器殼體的一些原始數(shù)據(jù)， 如： 壁厚、中心距、地腳螺栓直徑、減速器內(nèi)腔寬等。我們根據(jù)這些最原始參數(shù)， 用減速器設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式便可算出所需基本尺寸， 軟件中我們采用 FORT RAN來(lái)實(shí)現(xiàn)之。

　　但是， 上述基本尺寸不包括國(guó)標(biāo)值， 如螺紋直徑和銷孔直徑等。這些標(biāo)準(zhǔn)尺寸必須根據(jù)我們所得出的基本尺寸在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)上查找才能得出， 而且， 尺寸基本偏差以及形位公差也必須從手冊(cè)上查找。這些工作都得程序自動(dòng)去做， 而建立合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)查找是必須的。

　　在建立數(shù)據(jù)文件時(shí)， 還涉及到各種形式的數(shù)據(jù)圓整處理方法， 在本文中將進(jìn)行討論。

　　2 1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立及查找

　　根據(jù)本案例所涉及的數(shù)據(jù)特點(diǎn)， 顯然應(yīng)采用線性表結(jié)構(gòu)， 即數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系僅由記錄之間的排列順序決定。在計(jì)算機(jī)內(nèi)， 可用不同的方式來(lái)表示線性表， 其中最簡(jiǎn)單和常用的方式是用一組地址連續(xù)的存儲(chǔ)單元依次存儲(chǔ)線性表的元素。線性表的這種機(jī)內(nèi)表示稱做線性表的順序存貯結(jié)構(gòu)， 在這種存貯結(jié)構(gòu)中， 很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)線性表的操作。

　　以順序表表示靜態(tài)查找表， 用順序查找的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)查找。順序查找的查找過(guò)程為： 從表中第 n 個(gè)記錄開(kāi)始， 逐個(gè)進(jìn)行記錄的關(guān)鍵字和給定值的比較， 若某個(gè)記錄的關(guān)鍵字和給定值比較相等， 則查找成功， 找到所查記錄。反之， 若直至第一個(gè)記錄， 其關(guān)鍵字和給定值都不等， 則表明表中沒(méi)有所查記錄， 查找不成功。此查找過(guò)程可用下列算法描述之：

　　FUN C Seqsrch（ r： Sqlisttp； K； Keytype） ： In teger；k 為給定值， i 為關(guān)鍵字， 等于 k 的記錄在表 r中的序號(hào)， 返回 i 值為零表明查找不成功。

　　r< 0> key= k； i： = n；WHILE r< i> key #k DO i= - 1：RET URN（ i） ；END F， {Seqsrch} ；

　　2 2 標(biāo)準(zhǔn)尺寸、尺寸基本偏差及形位公差的查找

　　螺紋直徑、銷孔直徑、尺寸基本偏差、形位公差等都得用查找的方法來(lái)獲得， 根據(jù)前幾節(jié)的論述， 我們采用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 建立查找表來(lái)實(shí)現(xiàn)之。下面以形位公差的查找為例。

　　首先， 建立 2 個(gè)數(shù)組。數(shù)組實(shí)際上是屬于線性表的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 2 個(gè)數(shù)組分別以 D1 = ai（ i= 1，， n） ， D2= bi（i= 1， ， n） 表示， 用數(shù)組 D1存儲(chǔ)基本尺寸， 數(shù)組 D2存儲(chǔ)形位公差， 具體數(shù)組元素的值可以在標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中預(yù)先查得。然后， 用這 2 個(gè)數(shù)組組成一個(gè)靜態(tài)查找表 .

　　作為關(guān)鍵字， 通過(guò)公式我們得出基本尺寸 L （非標(biāo)準(zhǔn)）， 與關(guān)鍵字比較（即與標(biāo)準(zhǔn)基本尺寸比較）， 若 L % ai， 則我們知道 L 屬于ai- 1， ai之間， 于是可求出其公差為 b i， 具體算法。

　　用上述方法， 我們來(lái)查找三級(jí)減速器箱蓋一級(jí)軸承孔的圓柱度， 已知軸承孔徑 DZA = 110.首先建立查找。然后， 將 DZA 與數(shù)組 D1的元素從第 1 個(gè)開(kāi)始比較， 直到找到比它大或者等于它的元素為止。從表 2 中可以看出， D1的第 8 個(gè)元素 120 比 DZA 大， 此時(shí)， 記下 i 值， i= 8.對(duì)應(yīng) D 2數(shù)組的第 8 個(gè)元素便是所要查找的圓柱度， 值為 0 10.

　　我們清楚地知道了形位公差的獲得方法， 我們可用同樣的方法查得螺紋直徑、銷孔直徑和尺寸基本偏差， 這里就不再一一贅述。

　　2 3 數(shù)據(jù)處理

　　本節(jié)所討論的數(shù)據(jù)處理主要指根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理。我們用公式推出的很多數(shù)據(jù)是理論型的數(shù)據(jù)， 而這些數(shù)據(jù)如果不進(jìn)行加工， 往往不符合生產(chǎn)實(shí)際， 給產(chǎn)品的制造帶來(lái)一定困難。

　　1） 四舍五入圓整

　　以 0， 5 結(jié)尾向上圓查找算法整算法由于是用 FORTRAN 語(yǔ)言編制此程序， 對(duì)于此種圓整， 只須用 Fortran 庫(kù)函數(shù)中的 ANINT （ ）函數(shù)實(shí)現(xiàn)之。例： L1= ANINT （ L1） ， 此函數(shù)作用為舍入到最接近的整數(shù)。

　　2） 以 0， 5 結(jié)尾圓整

　　如果要求向上圓整， 用算法實(shí)現(xiàn)之，假設(shè)數(shù)據(jù)名為 L .其中 AINT （ ） 函數(shù)的功能是舍掉一個(gè)數(shù)的尾數(shù)。

　　以 0， 2， 5， 8 結(jié)尾數(shù)據(jù)處理算法如果要求向下圓整結(jié)束， 我們要用到 fortran 中的 AINT（ ） 函數(shù)： L = AINT （ L / 5. ） * 5.

　　最近似的圓整， 我們要用到 fortran 中的AMOD（ ） 函數(shù)， 即求余函數(shù)。

　　3） 以 0， 2， 5， 8 結(jié)尾圓整， 此種圓整較為麻煩，我們用下邊算法實(shí)現(xiàn)之。

　　3 本軟件尺寸驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

　　AutoCAD 是目前最優(yōu)秀的圖形繪圖及支撐軟件， 內(nèi)嵌有 AutoLISP 語(yǔ)言， 提供了與用戶高級(jí)語(yǔ)言程序的接口（ SCR、DXF） ， 可將用戶編制的高級(jí)語(yǔ)言程序與 AutoCAD 圖形連接起來(lái)， 根據(jù)用戶程序提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化繪圖。圓柱齒輪減速器殼體自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件之參數(shù)法繪圖就是以 AutoCAD為支撐平臺(tái)， 以 AutoLISP 和 C 語(yǔ)言為編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)成的。

　　本項(xiàng)目包括一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)減速器殼體的參數(shù)化繪圖， 這里以一級(jí)焊接減速箱座地腳螺栓的繪制為例來(lái)說(shuō)明是如何實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行參數(shù)化繪圖的。一級(jí)焊接減速箱座地腳螺栓的分布有一個(gè)數(shù)學(xué)模型， 當(dāng)?shù)啬_螺栓為 6 個(gè)時(shí)， 可按數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出各地腳螺栓的位置及大?。?當(dāng)?shù)啬_螺栓的個(gè)數(shù)大于 6個(gè)時(shí)， 采用人工干預(yù)， 由人機(jī)界面輸入數(shù)據(jù)， 再依照此數(shù)據(jù)繪圖， 這時(shí)又詢問(wèn)是否愿意調(diào)整， 如果愿意，則重新輸入值， 程序就抹掉原圖， 按新值繪圖。在本項(xiàng)目中， 由于地腳螺栓座的長(zhǎng)、寬、高尺寸以及地腳螺栓孔的尺寸都是已知定值， 唯一可調(diào)整的就是下一螺栓孔與上一螺栓孔的相對(duì)位置。AutoLISP有一重要特性， 可以使用遞歸定義函數(shù)。在這里采用新的處理思路。