1、目錄中文摘要 .1英文摘要 .21 引言31.1本課題的目的、意義及主要內容32 快速設計52.1 機械產品快速設計平臺的概念和體系結構52.1.1快速設計平臺的概念52.1.2 快速設計平臺的體系結構63 羅茨泵型線設計73.1羅茨泵真空泵73.2 圓弧漸開線轉子型線93.3 轉子型線組成、方程及繪制103.4濕式直排大氣羅茨泵參數分析和選擇133.5 容積利用系數計算153.5 轉子強度校核163.6 動態演示程序164 轉子型線快速設計系統174.1 編寫主控程序，控制型線設計的工作流程174.2 AutoCAD菜單欄定制184.3 程序對話框設計184.3.1獲取用戶新設計數據對話框1

2、84.3.2獲取用戶圓整、轉子直徑數據對話框194.3.3展示所有型線數據對話框194.3.4確定方案對話框204.3.5動態模擬對話框214.3.6非法數據處理對話框215 結論226 謝辭23參考文獻24附錄25濕式直排大氣羅茨泵轉子型線快速設計摘 要：文章首先簡單闡述了快速設計理論、快速設計方法、羅茨泵及羅茨泵常見的三種類型轉子型線相關知識，并重點介紹了其中一種型線多圓弧-漸開線型線；然后詳細介紹運用Auto LISP語言對AutoCAD進行二次開發，實現菜單的自定義和系統定制，按照羅茨泵型線的傳統設計過程實現濕式直排大氣羅茨泵轉子圓弧-漸開線型線的快速設計，運用DCL對話框控制語言編制

3、相關對話框，使程序擁有友好的人機交互界面，并且使用邏輯判斷程序將輸入數據限制在合理的范圍內，實現智能校核；最后介紹實現模擬所設計轉子的嚙合運動，初步觀察轉子嚙合過程中是否存在干涉現象。本設計對實現縮短羅茨泵轉子型線的設計、生產周期和提高設計精度具有一定意義。關鍵詞：羅茨泵；轉子型線；快速設計；系統定制Abstract: At beginning of this paper rapid design techniques methods and some knowledge about roots pump rotor is been introduced， and then more deta

4、il are discussed about the secondary development on AutoCAD by using Auto LISP language to achieve custom menu, system customization and rapid design of tooth profile of a wet Roots rotor with profile of arc-involute, a friendly mutual interface by using DCL dialog control language, and intelligent

5、checking on input data by using logic and determine program. Finally the present work introduced how to achieve simulating egging movement of the rotor and observing if the interference occurred between the rotors dynamic demonstration. The present work has great significance to achieve rapid design

6、 of roots pump rotors, decrease product design and product cycle. Keywords: roots pump; profile; rapid design; system customization1 引言經濟的飛速發展使產品的供應從需求大于供應變為供應大于需求，為用戶提供了更多的選擇余地，也使企業之間的競爭日益激烈。用戶的需求各種各樣的，這就使產品品種急劇增多、產品結構日趨復雜、產品更新越來越快，從而使產品開發周期、產品的壽命周期日趨縮短1。為了在市場的競爭中占據有利的位置，這就要求企業必須大大增強對市場的快速響應能力和新產品的

7、開發能力。為了適應這一需求，1992年6月的東京國際會議正式提出了并行工程技術，隨之在此基礎上發展成為以縮短產品設計周期為目的的快速設計方法與技術2。模塊化、系列化設計技術與方法作為快速設計技術與方法的一個重要組成部分，一提出就受到人們的大力關注。隨著科技的發展，模塊化這一設計思想已經被廣泛應用于建筑、家具、電子、船舶等各個領域，如計算機軟件的模塊化設計及計算機硬件插板等就是這一設計思想的具體體現3。1.1本課題的目的、意義及主要內容此次設計題目是濕式直排大氣羅茨泵轉子型線快速設計，目的是通過運用Auto LISP語言對AutoCAD進行二次開發，實現羅茨泵轉子型線的快速設計，以克服傳統的轉子

8、型線設計效率低下、周期長、設計手段落后等不足。本設計的意義是縮短羅茨泵轉子型線設計周期，提高型線設計精度。本設計主要內容包括：1.定制用戶菜單，實現系統的定制；2.數據錄入校核與計算及人機交互界面的設計；3.實現輸入數據的智能校核，防止非法數據輸入。具體步驟如下：1.利用AutoCAD中自帶的菜單編制功能定制用戶菜單，實現系統定制。通過用戶菜單可以快速地實現羅茨泵轉子型線的設計，并對設計結果進行修改。用戶能在AutoCAD中方便快速地調用設計程序，實現羅茨泵轉子型線的快速設計。2.利用AutoCAD內嵌的DCL對話框設計語言設計出合理的人機交互界面，使用Auto LISP語言編制程序。同時設定

9、用戶輸入參數的類別，包括轉速、轉子長度與大徑之比、壓力角、抽速、齒頂圓與節圓之比等，使用戶按照羅茨泵的實際設計過程輸入數據進行設計，確保設計結果符合實際情況。并對計算結果進行強度校核，設計完成后繪出轉子型線圖。3. 使用邏輯判斷程序將輸入數據限制在合理的范圍內，實現智能校核，防止用戶輸入的數據超出適用范圍而致使程序出錯，同時在對話框的下方給用戶相應提示，使用戶能夠根據提示對輸入數據進行修改。2 快速設計快速設計技術是當前市場在對產品瞬變性、多樣化等需求形勢下提出并發展起來的，產品投放市場時間日益成為決定產品競爭力的重要因素，當前國際市場需求快速變化的特點和新世紀更加個性化的市場趨勢，促進了快速

10、設計和制造技術的發展4。目前，國內外針對快速設計的系列化模塊化技術、并行設計技術、快速原型技術 5、6、基于模塊模板的廣義模塊化設計技術7、知識工程KBE(knowledge based engineering)8與智能設計9、大規模定制設計10和虛擬制造技術等發展均較為迅速。快速設計的實施需要建立適用于企業產品特點的應用軟件。如果產品結構是整體式時，很難提取多種產品中的共性因素，新產品設計是從零開始，這樣，即使采用CAD技術，其提高的效率也是有限的，只有當產品系列的構成是建立在以組合模塊為主的基礎上，并建立起模塊圖形數據庫時，才可能充分發揮出CAD的優勢，達到提高新產品設計質量 ，縮短研制、

11、設計周期的目的。模塊概念是在產品生產和設計中逐步形成的，模塊能夠用來組合成不同的產品，促進設計二次利用，節省設計成本11。因此，建立企業的模塊化產品系統，是實施快速設計的基礎。如何將設計經驗、技巧轉化為知識并與集成到設計系統是制造業研究的重要課題之一。隨著知識工程和專家系統技術的發展，可將環境資源、設計經驗和設計過程的信息用于產品模塊建模。通過使用專家設計經驗、人工智能技術和模塊化產品設計過程及環境的知識，為實現模塊化產品設計的自動化和生產的自動化提供了有力的支持。使用CAD、CAE、KBE軟件結合其他軟件可以對各種不同的企業及工廠建立典型產品的模塊化設計專家系統(expert system)

12、12，實現更高層次的設計知識重用，可縮短產品開發的時間，促進產品創新。2.1 機械產品快速設計平臺的概念和體系結構快速設計是在產品的概念設計階段，針對市場和顧客需求，運用面向具體產品專用設計知識和設計工具，快速制定可用于制造的方案，快速付諸實施。2.1.1快速設計平臺的概念快速設計平臺是指一組軟件接口或設計工具構成的通用結構并用來高效率地開發和生成一系列的專用設計系統。設計平臺的目的是建立適用于企業各自特點的應用軟件，它是以建立企業的模塊化產品系統為基礎的產品，系統的構成是建立在以模塊(通用部件)組合為主的基礎上13，通過提取多種產品的共性因素，建立參數化模塊圖形庫，應用模塊化設計方法，使設計

13、過程規范化和科學化，提高設計的快速響應速度和自動化程度，以達到提高產品設計質量、縮短研制和設計周期的目的14。快速設計應用平臺是一個支持復雜信息環境下工程設計應用集成、應用開發和系統運行的軟件平臺。因此，以平臺為基礎，建立起適用于企業特點的應用軟件系統，是建立快速設計系統，加快應用軟件開發速度的有效途徑。2.1.2 快速設計平臺的體系結構通過以上分析，建立快速設計平臺的軟件體系結構以產品設計知識的集成處理和重復利用為核心，以產品的模塊化為基礎，用于支持特定機械產品快速開發。它包括以下3個主模塊:設計知識處理和利用模塊系統采用面向對象的知識表的模式來管理知識庫和數據庫，使設計人員無須關心數據的存

14、取，系統通過知識獲取界面或應用程序接口API將知識和各種產品數據變成系統所規定的模式，形成統一的變量化集成產品模型 ，存入數據庫和知識庫。系統存儲產品模型 ，包含了非幾何和幾何信息，以及描述產品如何設計、分析和制造的工程準則15。系統提供框架推理、規則推理、實例推理和模板推理等各種知識利用方法。過程控制向導模塊通過提供標準化的設計過程流程，引導與控制設計的進行，控制所有的信息流，實現快速設計流程的管理。它能有效地管理產品的所有過程，包括從概念設計到產品模型的定型中所有的項目管理和任務分配等。系統集成總線模塊和開放式API系統靠應用程序接口API以及集成總(CORBA/DCOM標準等)16與各種

15、應用程序相連接，API的作用是要實現每個應用程序跟中心數據模型的映射，即應用程序通過API跟系統內核心產品數據模型進行數據交換。應用程序包括參數化幾何建模、產品構型設計、參數化有限元分析、優化設計及其它各類以構件為基礎的專用工具集。通過模塊化產品構型設計實現模塊模板的選擇、實例化以及模塊的組合、基于參數化有限元分析專用程序庫和基于參數化模塊庫的模塊拼裝產品分析程序的生成與運行。因此，快速設計平臺可將設計活動所需的各種應用程序和工具集成起來，形成豐富的設計功能，在設計過程中形成和使用統一的產品模型17。3 羅茨泵型線設計3.1羅茨泵真空泵羅茨真空泵（簡稱羅茨泵）是一種旋轉式變容真空泵。它是由羅茨

16、鼓風機演變而來的。根據羅茨真空泵工作范圍的不同，又分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵（又稱機械增壓泵）和高真空多級羅茨泵。羅茨泵(roots-type pump) 是一種無內壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結構和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯使用。羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風機相似。由于轉子的不斷旋轉，被抽氣體從進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間v0內，再經排氣口排出。由于吸氣后v0空間是全封閉狀態，所以，在泵腔內氣體沒有壓縮和膨脹。 但當轉子頂部轉過排氣口邊緣，v0空間與排氣側相通時，由于排

17、氣側氣體壓強較高，則有一部分氣體返沖到空間v0中去，使氣體壓強突然增高。當轉子繼續轉動時，氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內，有二個“8”字形的轉子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為1的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉運動。在轉子之間，轉子與泵殼內壁之間，保持有一定的間隙，可以實現高轉速運行。如圖3-1為羅茨泵轉子由0°轉到180°的抽氣過程。在0°位置時（圖中a），下轉子從泵入口封入v0體積的氣體。當轉到45°位置時（圖中b），該腔與排氣口相通。由于排氣側壓強較高，引起一部分氣體返沖過來。當轉到90°位置時（圖中c），下轉子封入的氣體，連同返

18、沖的氣體一起排向泵外。這時，上轉子也從泵入口封入v0體積的氣體。當轉子繼續轉到135°時（圖中d），上轉子封入的氣體與排氣口相通，重復上述過程。180°（圖e）位置和0°位置是一樣的。轉子主軸旋轉一周共排出四個v0體積的氣體。羅茨泵的轉子有四葉螺旋形的，也有雙葉直齒形的。它橫截面的外輪廓線稱為轉子的型線(或齒型)。工作時兩個轉子靠傳動比為1的齒輪來帶動，其轉子間表面不接觸，但其間隙要保持一定，這樣轉子的型線必須做成共軛曲線，即滿足齒廓嚙合基本定律的一對齒廓曲線，稱為共扼曲線。也就是只要給出一條曲線，就可做出一條與之相應的曲線。這樣，轉子型線可做出很多對來，均能滿足

19、運動要求。但實際上選用齒型時還要考慮如下幾個條件:應滿足泵有最好的工作性能，為增加抽速，容積利用系數要盡可能大，也就是說轉子所占的面積要小。有良好幾何對稱性，保證運轉平穩，無噪音，互換性好。要保證齒型具有足夠的強度。容易制造，易得到較高的精度。圖3.1 羅茨泵運行原理實際上能滿足這些要求的轉子齒形常用的有三種:即圓弧線齒形、漸開線齒形和擺線齒形。目前國內外的羅茨泵多采用前二種型線，而少用擺線。型線設計分兩個步驟:1)理論型線設計，保證兩轉子在旋轉的各個位置上始終相互嚙合。2)實際型線是在理論型線的基礎上作出來的，它保證在運轉中兩轉子永遠保持一定的間隙沒有理論型線的設計，就不會得出正確的齒型，而

20、工程上只有正確的實際型線，才能保證泵的可靠運行。幾種常見的轉子型線的特點a 擺線型:這是一種在國外使用比較廣泛的型線，英國的 HOLmes 公司和日本宇野組鐵工所，早期也都用過此型線。但是這種型線的面積利用系數比較低，因此現在一般已不用這種型線了。b 大圓弧齒頂漸開線型:漸開線型較之擺線型有了很大的改善。與其他葉型相比，當其它參數相同時，該葉型具有較大的排氣量和較高的容積效率，而且漸開線也易于加工。大圓弧齒頂漸開線型是漸開線型的改進版。它在七十年代末從日本進口的轉子實物上陸續的出現。這種改進了的漸開線型，由于增加了齒頂圓弧與齒根圓弧，嚙合后的密封效果肯定比普通漸開線型(齒頂和齒根均存在空刀槽，

21、嚙合時的密封效果較差)要好得多，故在法國 Hibon 公司新開發的轉子型線中也應用了大圓弧齒頂形式。圖3.2 轉子型線及參數c 包絡線型:包絡線型包括圓包絡線型，直線包絡線型，和偏心圓包絡線型。圓包絡線型是利用一轉子不動另一轉子轉動形成包絡線的方法繪出型線的。直線包絡線型比較少見。過去曾用于小型羅茨流量計上，近來為獲得高真空，在小型三級高真空羅茨泵上有新的發展。這種型線腰部較粗，能保證足夠的強度，但面積利用系數較低。在七十年代末，經過改進，出現了偏心圓包絡線型，并獲得一定的應用。法國Hibon 公司78年來我國北京展銷時曾展出一臺小型的羅茨鼓風機，其以偏心圓包絡型線設計方法設計的轉子受到關注，

22、并被引入中國19。當具有相同的轉子直徑D和轉子中心距 A時，偏心圓包絡線法和圓包絡線法繪出的型線相比，節圓外偏心圓比圓弧瘦，節圓內則稍肥。3.2 圓弧漸開線轉子型線本次設計采用大圓弧齒頂漸開線型該葉型具有較大的排氣量和較高的容積效率，而且漸開線也易于加工。大圓弧齒頂漸開線型是漸開線型的改進版。它在七十年代末從日本進口的轉子實物上陸續的出現。這種改進了的漸開線型，由于增加了齒頂圓弧與齒根圓弧，嚙合后的密封效果肯定比普通漸開線型(齒頂和齒根均存在空刀槽，嚙合時的密封效果較差)要好得多20。典型型線如圖3-2所示。下節將分段分別介紹型線組成及方程。3.3 轉子型線組成、方程及繪制由于羅茨泵轉子型線具

23、有對稱型，所以我們只需研究轉子的四分之一即可。簡化如圖3-3所示，圓弧漸開線轉子型線分成5段，分別為A-B段圓弧、B-C段圓弧、C-D-E段漸開線、E-F段圓弧，F-G段圓弧，下面分別介紹：圖3.3 四分之一轉子型線A-B段為圓心在轉子中心O，半徑為Rm(Dm/2)的圓弧。B-C段為圓心在O1點（在節圓上），半徑為rn的圓弧。 C-D-E是一段漸開線，其基圓半徑為r，該弧與節圓交于D點，D點恰在葉型長、短軸的夾角的平分線上，即AOD=DOG=/4。E-F段為圓心在O2(在節圓上)，半徑為rn的圓弧F-G段為圓心為轉子中心O，半徑為R-rn，對圓心張角FOG=/2的圓弧。型線上任何相鄰曲線在鄰接

24、點處，即在B、C、D、E和F點等處都具有公法線或公切線。AOB=/2BOD=DOF=由此觀止，轉子型線參數為多個，但其中只有三個獨立參數，只要給出三個任意彼此獨立的參數，其余參數均可由之求出。有關型線參數公式如下：（1）轉子長軸Dm與泵中心距A之比Z為（2）（3）（4）（5）（6）一個轉子轉一周所排除的幾何面積Ak為 （7）泵的容積利用系數為： （8）轉子長度L為（9）式中：S泵的幾何抽速(M3/min) n泵軸轉速(rpm) Ak單個轉子轉一周所排除的幾何面積(mm2)根據以上方程，可以通過泵的轉速S、泵軸轉子速度n、Z、Z1的值可以求出所有型線的數據8。具體實現程序為函數solveall,

25、程序的程序框圖如圖3-4所示。根據以上數據可以很容易畫出4段圓弧，所以重點就是漸開線的繪制，本次設計中采用描點法繪制。已知原點標準漸開線方程：(10)(11)C-D-E漸開線是標準漸開線經坐標系變換，坐標原點從(0,0)平移到p0點，順時針旋轉角度，=omegac（附件），經坐標變換后的方程為：(12)實現漸開線方程程序如下所示：(defun involute(omega / pinx piny num1 num2)(setq num1 (+ (* rb (cos omega) (* rb omega (sin omega)(setq num2 (+ (* rb (sin omega) (-

26、0 (* rb omega (cos omega)(setq pinx (+ (* num1 (cos aeof) (- 0 (* num2 (sin aeof) p0x)(setq piny (+ (* num1 (sin aeof) (* num2 (cos aeof) p0y)(setq pin (list pinx piny)通過對話框獲取用戶自定義的繪圖步長，然后用while循環，每一繪圖步長為一點用pline命令連接。圖3.4 solveall函數程序框圖3.4濕式直排大氣羅茨泵參數分析和選擇多圓弧漸開線轉子型線，特點在于轉子頭部有一段半徑為Rm的圓弧，它與泵腔等半徑，其密封性能好

27、，這樣可以減少處在粘滯流狀體下的氣體在各間隙中返流，這有別于羅茨增壓真空泵。反映這段圓弧的參數為角度，角大時即說明轉子頭部密封性能好，返流少。由方程(1)、(2)、(6)知道，對一既定的Z，就有一個最大的角max。(13)由方程（8）可看出，當Z一定時，容積利用系數與壓力角有關，壓力角大，容積利用系數也增大。由方程（6）可看出，Z一定時，角減小時，角減小，角增大。當Z一定時，為了得到較大的容積利用系數，必增大壓力角。壓力角增大將導致角增大，致使角減小。其臨界值，即當=0，就是羅茨增壓真空泵所選的圓弧漸開線型線。圖 3.5=f1(Z,)關系曲線圖參數的選擇，有的希望角大（濕式羅茨泵）；有的希望容

28、積利用系數大（羅茨增壓真空泵）；甚至，直排大氣氣冷羅茨真空泵要求很大角（比如=60o）。前人已經計算出不同Z值下關系及關系20，根據一系列表繪出圖3-5，即=f1(Z,)關系曲線，型線參數選擇范圍就是兩虛線與橫軸所圍成的曲邊三角形。曲邊三角形右側虛線即代表=0的情況，也就是羅茨增壓真空泵以往所使用的情況；而左側虛線是=max時，即剛好不發生型線干涉的多圓弧漸開線型線情況，也就是濕式羅茨真空泵以及羅茨鼓風機所應用的極限情況。曲邊三角形頂點為圓弧漸開線轉子型線（=0）的壓力角=min的情況。Z=Rm/R值的確定很重要，一個制造廠家在同類產品系列中往往選擇同一個Z值。它的大小也表征轉子腰部大小，對于

29、本次設計的濕式羅茨泵，由于受力較大，軸較粗，要求有一定的轉子腰寬，一般多選Z=1.5，故本程序默認Z值即是。3.5 容積利用系數計算容積利用系數計算公式0=1-SSs（14）式中：S轉子斷面面積Ss轉子長軸掃過的面積從上面的分析我們已經知道轉子型線的組成，而且轉子斷面是軸對稱圖形，我們只需要求得四分之一的面積就可以求S，我們可以通過積分法把上面所求的所有型線的方程代入，每間隔一個很小弧度做一條射線，求所有小扇形的面積和即可。本設計采用了另一種方法，AutoCAD系統提供area命令，通過該命令可以求的任意多段線、曲線等的面積，很方便，和Auto LISP函數(getvar)獲取area命令返回

30、的面積值。具體實現代碼如下所示：(command "area" "o" pt)(setq areas (getvar "area")Ss的計算如圖3-6陰影所示，應為一扇形面積加一三角形面積，得Ss計算公式如下：Ss=(-arctan(Rm2-R2)R)×Rm2+R(Rm2-R2)(15)這種方法比起用小扇形求和要簡便很多。這樣我們就可以得到每種方案的容積利用系數，并且顯示在每個方案的下面供用戶參考，這樣就可以選擇一個容積利用系數高的方案進行轉子加工。圖3.6 Ss面積計算示意圖3.5 轉子強度校核對羅茨泵而言，作用在轉子上

31、的壓差引起的作用力要比轉子的離心作用力要小得多。因而，只需計算轉子離心力作用而引起的斷裂強度。FL=0.5VP2rp(16)式中FL半個轉子的離心力;Vp轉子體積(m3);轉子材質的密度（kg/m3）；轉子角速度=2n（n為轉子的轉數r/s）；rp轉子軸心與半個轉子的質心舉例（m）。轉子腰部中心斷面上作用的拉伸應力：=FL/2l(C-DB2)(17)式中l轉子長度（m）；DB轉子軸的直徑（m）。安全系數nz=T/。在每個確認加入方案的型線的下部都會顯示該方案的轉子校核結果。3.6 動態演示程序程序不僅可以實現轉子型線的快速設計生成，利用AutoCAD強大的二次開發能力還可以實現型線的模擬仿真，

32、實現轉子型線的嚙合測試等。程序使用AutoCAD提供的delay命令，通過設置delay時間實現轉子轉動快慢。程序具體實現過程：1. 通過動態模擬控制對話框獲取轉速、轉動圈數。2. 根據獲取數據設置delay的時間、圖形轉動角度、定義一個完整轉子為一圖形塊bl1。畫出泵殼體示意圖。3. 用while循環實現圖形塊的插入（-insert命令實現）并且每循環一次轉子的角度分別增加和減少10o(可以修改)。通過不停的畫圖、刪除實現轉子的動態轉動。4 轉子型線快速設計系統圖4.1型線快速設計工作流程圖4.1 編寫主控程序，控制型線設計的工作流程如圖4-1所示，一個完整的轉子型線設計過程，應當包括型線選

33、擇、型線計算、數據校核等。圖1所示，開發交互式羅茨泵轉子型線系統軟件就是利用交互圖形顯示系統的功能，在屏幕上以人機交互形式進行設計。該軟件主要包括：人機交互主控程序、圖形對話框程序等模塊18。同時為了節省測試時間，有必要的動畫模擬程序。4.2 AutoCAD菜單欄定制這里的型線快速設計系統，是在已有AutoCAD軟件上進行二次開發的，如圖4-2所示主菜單。因為AutoCAD的菜單由菜單文件定義的，可以修改現有的菜單文件或創建自己的菜單文件。通過編輯菜單文件文本， 定義各菜單項和單擊該菜單項所執行的動作，如圖2所示。該動作由AutoLISP語言表達，即采用LISP語言函數調用的方式進入下一個程序

34、模塊主控程序第二層。圖4.2 菜單欄4.3 程序對話框設計按照圖4-1所示的工作流程，分別設計了獲取用戶輸入數據對話框、用戶圓整對話框、顯示所有數據對話框、確定方案對話框、動態模擬對話框以及非法數據處理對話框等。次層對話框可以通過多種方式實現，例如：AutoCAD圖像控件菜單、DCL對話框控制語言7（此例被采用）、VBA中用戶窗體的編輯等。現按照工作流程順序介紹主要對話框。4.3.1獲取用戶新設計數據對話框對話框如圖3所示，對話框控制由(get)函數（附件）完成，用戶通過如圖2所示菜單的新轉子型線設計選項調用(get)函數，通過該對話框輸入界面獲得應輸入的數據，包括設計抽速、設計轉速、長軸中心

35、距比Z、長徑比Z1，在整個輸入過程有(testdata)函數檢測數據的合法性，然后進行一系列的運算處理進入下個程序。圖4.3 參數輸入對話框4.3.2獲取用戶圓整、轉子直徑數據對話框從參數輸入對話框經運算處理后，通過(round)函數進入用戶圓整對話框，對話框如圖4-4所示，上面的運算初步計算節圓、基圓半徑和腰寬長度供用戶參考，獲取用戶圓整數據。用戶可以根據圓整的大小微調轉子的形狀，每個輸入控件也都加入了非法數據檢測程序。圖4.4 用戶圓整對話框4.3.3展示所有型線數據對話框從以上步驟用戶圓整對話框獲取用戶圓整和轉子軸直徑后，進行轉子型線所有參數的運算，并通過(mod)函數調用轉子型線主要參

36、數對話框，對話框如圖4-5所示，通過按鈕“添加到待選方案”可以直接將目前設計做為一種方案輸出到圖紙，在型線的下面有Z、Z1、0等相關值供用戶查看，添加到方案的同時程序會自動記錄當前設計的數據保存在已經設計好的數據存儲表data里，通過“修改”按鈕可以繼續通過修改Z,Z1進行方案修改，通過(roud1)函數到圓整對話框進行再設計。圖4.5 轉子所有參數顯示對話框4.3.4確定方案對話框當通過上面的對話框設計完成多種方案后，在圖紙上已經有n種方案及這些方案的相關數據。用戶可以根據自己的實際選擇需要的方案，通過菜單欄的確認方案選項(choose)函數調用確定方案對話框，對話框如圖4-6所示，程序會提

37、供已存儲所有設計方案數據列表，通過用戶選擇從data表中獲取所有設計參數，并在圖紙上畫出相應的型線。圖4.6 確定方案對話框4.3.5動態模擬對話框圖4.7 動態模擬對話框當用戶完成方案設計和確定方案后，本程序提供了動態演示供用戶初步查看轉子嚙合情況，通過菜單欄的動態演示選項(rot)函數調用轉動演示控制對話框，對話框如圖4-7所示，用戶可以選擇動態演示轉動的速度，有快、中、慢三個選項，可以自行定義轉子轉動圈數，默認為5。4.3.6非法數據處理對話框在本程序的所有用戶輸入控件都加入的非法數據檢測程序(testdata)函數，檢測程序是根據獲取用戶輸入字符的ASCII碼的值判斷是否為所需數據。主

38、要為數字“09”和小數點“.”。如果為非法數據(testdata)函數通過(dataerror)函數調用非法數據提示對話框，提示對話框如圖4-8所示。 圖4-8 非法數據處理對話框5 結論本次設計是遵循轉子型線的設計流程，充分利用計算機輔助設計功能，從而實現羅茨泵轉子型線快速設計的目標，提高設計的效率和質量，大大減少設計工作量和縮短產品開發周期。本次設計主要完成：1.利用AutoCAD中自帶的菜單編制功能定制用戶菜單，實現系統定制。通過用戶菜單可以快速地實現羅茨泵轉子型線的設計，并對設計結果進行修改。用戶能在AutoCAD中方便快速地調用設計程序，實現羅茨泵轉子型線的快速設計。2.利用Auto

39、CAD內嵌的DCL對話框設計語言設計出友好的人機交互界面，按照轉子型線的實際設計流程設計程序的運行流程，確保設計結果符合實際情況并且比實際手動設計更加精準。3. 利用AutoCAD強大的圖形處理能力和強大的二次開發擴展能力，實現了轉子的動態模擬，使用戶初步觀察轉子嚙合情況，縮短設計、生產周期。本次設計只是屬于三大類型轉子型線的其中一個，通過對AutoCAD進行二次開發，實現轉子型線的快速設計和動態演示，并且擁有友好的用戶交互界面。如果將另外兩種轉子型線的設計程序進行整合，擴大和完善設計程序數據庫，為今后的設計工作提供更大方便，這對提高設計效率、降低產品成本、增強企業市場競爭力具有一定意義。6

40、謝辭在本次設計即將結束之際，衷心感謝給予指導的王慶生老師，他是一位非常認真負責的老師，耐心講解，循循善誘的教導。在設計期間，他對我傾注了大量心血，所以我才能順利完成此次畢業設計。同時，還要感謝合肥工業大學的所有領導和老師，尤其是過程裝備教研室的全體老師四年來對我的培養和教育，感謝同學、家人的支持和幫助。使我給自己的本科學習畫上圓滿的句號，我會繼續努力。最后，再次向給予我幫助的領導、老師、同學表示深深地感謝，謝謝你們！ 參考文獻1 孔慶復編，計算機輔助設計與制造M，哈爾濱工業出版社，1999.7.2 孟學軍，王云渤.框架結構CAD系統J計算機輔助設計與圖形學學報，1999,(2):154-158

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46、nistrator桌面GDdataerror.dcl") 0)(progn (if (new_dialog "dataerror" dlg_dataerror)(progn ;progn;(action_tile "accept" "(accepterroraction)")(start_dialog);end progn(alert "Unable to display dialog box") );endif(unload_dialog dlg_dataerror) );end progn(alert

47、 "Unable to load dialog box");endif);(defun accepterroraction ();(done_dialog 1););考慮小數點 不考慮小數點if (or (< d "0") (> d "9")(defun testdata (char / i d)(setq i 1)(while (<= i (strlen char)(setq d (substr char i 1)(if (= d ".")()(if (or (< d "0&qu

48、ot;) (> d "9")(progn(dataerror)(setq i (+ (strlen char) 1);如果出現>1個非法字符只提示一次)(setq i (+ i 1);drive get.dcl(defun get ()(if (> (setq dlg_get (load_dialog "C:Documents and SettingsAdministrator桌面GDget.dcl") 0)(progn (if (new_dialog "get" dlg_get) (progn ;progn2(st

49、art_list "mtlist" )(mapcar 'add_list mlist1)(end_list)(set_tile "boxsth" (rtos s)(set_tile "boxn" (rtos n)(set_tile "boxz" (rtos z)(set_tile "boxz1" (rtos z1)(mode_tile "boxsth" 2)(action_tile "mtlist" "(getaction)")

50、(action_tile "boxsth" "(getaction)")(action_tile "boxn" "(getaction)")(action_tile "boxz" "(getaction)")(action_tile "boxz1" "(getaction)")(action_tile "next1" "(next1action)")(setq flg0 (start_dialog

51、) (alert "Unable to display dialog box") ) ;end if(unload_dialog dlg_get) );end progn1 (alert "Unable to load dialog box") ) (if (= flagnext1 1)(progn(setq flagnext1 0) ;setq flagnext1 0 要放在round 前 后面flagback1同理 否則會出現按back1后 不能結束任何對話框 對咯 對咯 仔細想一下程序運行順序(round) )(defun getaction ()

52、(testdata (get_tile "boxsth")(testdata (get_tile "boxn")(testdata (get_tile "boxz")(testdata (get_tile "boxz1")(setq s (atof (get_tile "boxsth")(setq n (atof (get_tile "boxn")(setq z (atof (get_tile "boxz")(setq z1 (atof (get_tile

53、 "boxz1")(setq idmt (get_tile "mtlist")(setq idmt (atoi idmt)(setq rho (nth idmt mlist2)(setq rho (distof rho)(setq sigmat (nth idmt mlist3)(setq sigmat (distof sigmat);get over(defun next1action ();(testdata (get_tile "boxsth")(solveR)(setq rb (* rp (expt (- 1 (expt (-

54、 z 1) 2) (/ 1.0 2) (solveall)(setq h (* (- rp rn) 2)(done_dialog) (setq flagnext1 1) )(defun round () (if (> (setq dlg_round (load_dialog "C:Documents and SettingsAdministrator桌面GDround.dcl") 0)(progn (if (new_dialog "round" dlg_round) (progn ;progn2 (set_tile "textdp&quo

55、t; (rtos (* 2 rp) 2 3)(set_tile "textdb" (rtos (* 2 rb) 2 3)(set_tile "texth" (rtos h 2 2)(mode_tile "boxdp" 2)(action_tile "boxdp" "(roundaction)")(action_tile "boxdb" "(roundaction)")(action_tile "boxds" "(roundac

56、tion)")(action_tile "next2" "(next2action)")(action_tile "accept" "(done_dialog)")(action_tile "back1" "(back1action)")(action_tile "boxsf" "(roundaction)")(start_dialog) ) (alert "Unable to display dialog box") ) (unload_dialog dlg_get) ) (alert "Unable to load dialog box");endif(if (= flagback1 1)(progn(setq flagback1 0)(get)(if (= flagnext2 1)(progn(setq flagnext2 0)(mod)(defun roundaction ()(testdata (get_tile "boxdp")(testdata (get_tile "