AutoCAD+3DMAX+OpenGL在计算机辅助机械设计中的应用比较

!O, 用 @ABCD 展 现 齿 轮 的 啮 合 过 程 也 很 方 便 。 无 论
采用手工设置动画关键帧还是采用专用的控制器来模拟 齿轮啮合， 要解决的关键问题都是齿轮的传动比。 如果对齿轮的精确度要求不高， 则 在 @ABCD 中 可 按 如 下 步 骤 创 建 简 单 的 齿 轮 。! 先 在 场 景 中 创 建 7 个 圆 柱 体 。该 圆 柱 体 可 直 接 创 建 ， 也 可 用 J=4. 功 能 创 建 。放 样 后 生 成 三 维 圆 柱 体 。其中后 一 种 方 式 便 于 对 齿 轮 进 行 倒 角 。
A&0#$ 等 。 !O, 计 算 机 能 通 过 调 用 P0&)FJ 的 函 数 库 顺 利 运 行 图
形程序。 基本几何对象、 颜色模 P0&)FJ 提 供 的 基 本 功 能 有 ： 式、 变换操作、 显示列表、 光照和材质、 纹理映射、 位图 和图像、 雾化、 融合、 反走样、 双缓存机制、 选择与反馈机 制等。 在 P0&)FJ 中 可 用 显 示 列 表 来 绘 制 齿 轮 。 显 示 列 表 是 一 组 预 先 存 储 并 经 过 编 译 的 P0&)FJ 命 令 。 当 需 要 使 用时， 直 接 进 入 显 示 列 表 中 按 序 进 行 。由 于 这 组 命 令 已 预
RZ 工 业 界 广 泛 接 受 的 三 维 图 形 软 件 接 口 标 准 ， 被 广 泛 地
仿 真 和虚 拟 现 实 等 应用于可视化、 实体造型、 HCA \ HCB 、 领域。
P0&)FJ 具 有 如 下 特 点 ： !7, 可 在 多 种 硬 件 平 台 之 间 移 植 而 不 会 降 低 图 形 性 能 ，
用它制作出的动画效果可以与工作站级动画软件的制作 效果相媲美。 但 @ABCD 毕 竟 不 是 专 业 的 辅 助 机 械 设 计 软 件 ， 因 此 不 宜 用 于绘 制 要求精 确 符 合 工 业 标 准 的 零 部 件 。 若将其它专业工 @ABCD 支 持 AEF 、 ADG 等 格 式 的 文 件 ， 具 软 件 的 图 形 导 入 @ABCD 中 ， 进行材质、 灯 光 和动 画 处 理， 则可产生 “形 神 兼 备” 的 工 业 产 品 。 @ABCD 的 弱 点 是 交 互 性 较差 。 使 用 @ABCD 创 建 的 物 体 、 场 景 及 动 画 都须 由 创 作 者 制 定 ，而 无 法 根 据 用 户 的 需 求 在 程 序 的 执 行 过 程中动态地改变物体的尺寸和动画轨迹。这一点极大地 约束了它在计算机辅助机械设计中的应用。 以渐开线直齿圆柱齿轮为例， 其绘制步骤如下。 然后 !7, 先 利 用 C*.=HCA 绘 制 二 维 的 标 准 齿 轮 轮 廓 ， 将 其 导 入 @ABCD 环 境 。 也 可 先 生 成 单 个 的 齿 形 ， 再直接 导 入 @ABCD 。 在 @ABCD 中 参 考 所 要 绘 制 齿 轮 的 参 数 ， 设置合适的旋转中心， 利 用 @ABCD 的 阵 列 功 能 产 生 完 整 的齿轮轮廓。
则获得整个齿轮的齿廓。 使 用 !"$%0234 绘 制 渐 开 线 齿 廓 的 的 部 分 程 序 如 下 。
=A-B". & ： /<!:= ? =7-$C D=E-$F-89 G H . 输 入 模 数 ： G?? =7-$C I=E-$F-89 G H . 输 入 齿 数 ： G?? =7-$C 8=E-$F-89 G H. 输 入 压 力 角 ： G?? =6B=J8 .69? =7-$C 8 @K? ? =7-$C A8=E-$F-89 G H. 输 入 齿 顶 圆 直 径 ： G?? =7-$C AB=E-$F-89 G H. 输 入 齿 根 圆 直 径 ： G?? =7-$C ."D=E-$F-89 G H. 输 入 等 分 值 ： G?? =7-$C ,$=E-$,%6.$ G H. 输 入 齿 轮 中 心 ： G?? =7-$C 8= L = ! 8 6?>MK?? =7-$C FN= L = ! D I=O%7 8??@?? =7-$C F8= L A8 @?? =7-$C FB= L AB @?? =7-$C O= L =76. 8? =O%7 8??? =7-$C A= ! @ P ? ? =7-$C N= ! O A ? ? =7-$C 7= L F8 FN? ?
!3, 在 @ABCD 中 由 平 面 图 形 产 生 三 维 实 体 有 3 种 方
式： 拉伸成三维的物体。 ! 使 用 I2.5*>& 功 能 ， " 选 用 J=4. 功能， 在某路径上获取截面形状或由截面形状获取路径， 放样生成三维物体。二者的效果类似， 但 由 I2.5*>& 拉 伸 成的三维物体不能进行倒角等变形操作。因此为与实际 —
几 年 发 展 起 来 的 性 能 卓 越 的 三 维 图 形 标 准 ， 由 QFR 公 布 发 行 。 B$95=-=4. 、 AIH 、 QST 和 UV 等 许 多 大 公 司 都 采 用
P0&)FJ 作 为 三 维 图 形 标 准 。 许 多 软 件 厂 商 也 纷 纷 以 P0&)FJ 为 基 础 开 发 自 己 的 产 品 ， 如 动 画 制 作 软 件 Q=4.K XY R+:W& 和 @A Q.*>$= B:2 、 仿 真 软 件 P0&) R)M&).=5 、
软 件 E=5%> Z==%[$. 、 HCB 软 件 V5= \ I)W$)&&5 以 及 各 厂 商 开 发 的 P0&)FJ 三 维 图 形 加 速 卡 。 目 前 P0&)FJ 已 成 为
!
"#$%& 的 作 用 与 例 子
@ABCD 具 有 丰 富 的 造 型 工 具 、 材 质 设 置 动 画 工 具 。
阵 列 复 制 。# 依 次 对 各 立 方 体 和 圆 柱 体 进 行 布 尔 并 操 作 。
$赋 以 齿 轮 材 质 和 灯 光 效 果 。
"
’()* +, 的 作 用 与 例 子
开 放 的 图 形 库 !P0&) F5:0#$9- J$85:5< ， P0&)FJ, 是 近
此外， 也可使用其它二次开发工具绘制渐开线齿廓， 其原理相似。渐开线齿廓绘制完成后进行拉伸即可生成 三维的齿轮实体。
并且不会影响用户对硬件的控制能力。
!3, 提 供 了 简 洁 自 然 的 使 用 方 式 以 简 化 编 程 的 复 杂 度 。
易于扩展。 !@, 具 备 足 够 的 柔 韧 性 和 连 续 性 ， 如 H、 !N, 可 用 多 种 语 言 开 发 ， H 11 、 G=5.5:) 、 ]:M: 和
=7-$C ,= L =Q7E ? ."D ? ? =7-$C ,. E? =7-$C . >? =7-$C -=-P,$= ,. @?? =7-$C B=7,F$=Q - >???
……
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《微型机与应用》 !""! 年第 # 期
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"创建立方体后依据齿轮 的 齿 数 ，进 行 等 分 角 度 的 圆 形
!"#$%!& ’&(!) *+,-./ 在计算机 辅助机械设计中的应用比较
武 汉 大 学 动 力 与 机 械 学 院 !"#$$%&’
摘
要 ： 对 ! 种 图 形 设 计 软 件 "#$%&"’ 、 并以创建渐 !’(") 、 *+,-./ 的功能进 行 了 说 明 ，
开线直齿圆柱齿轮为例比较了 ! 种软件在计算机辅助机械设计中的优缺点。 关 键 词 ： "#$%&"’
!’(")
*+,-./
计算机辅助机械设计
渐开线圆柱齿轮
计算机硬件与软件技术的发展使计算机的图形处理 能 力 大 大 提 高 。制 作 三 维 图 形 的 软 件 不 断 涌 现 ， 如 !"#
状。对其进行镜像操作后形成 > 个完整的齿廓。
=(? 根 据 齿 数 对 上 步 生 成 的 齿 廓 进 行 圆 形 阵 列 操 作 ，
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"#$%&"’ 的 作 用 与 例 子