文编|兰亭
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参数化开发方法
ActiveXAutomation是一种由微软公司推出的技术标准，它是OLE技术的一种扩展，其主要作用是在Windows系统的统一管理下，协调不同的应用程序，允许它们之间相互控制和调用，该技术已经广泛应用于Internet和Office系列办公软件的开发中。
在Internet中，ActiveXAutomation技术可以用于开发Web应用程序，例如在线表单和数据输入界面，通过ActiveX控件，可以将不同的Web应用程序集成到一个界面中，让用户能够更方便地访问和处理数据。
AutoCAD是一种具有高度开放结构的CAD平台软件，它提供了强大的二次开发环境，允许开发人员扩展和定制AutoCAD的功能。
从AutoCADR14版开始，AutoCAD引入了ActiveXAutomation技术，ActiveX技术是一种完全面向对象的技术，它可以让许多面向对象化编程的语言和应用程序与AutoCAD进行通信，并操纵AutoCAD的许多功能。
例如，可以使用VisualBasic或C#等编程语言来编写ActiveX控件，然后将这些控件嵌入到AutoCAD中，实现对AutoCAD图形的控制和操作，还可以使用AutoLISP或VBA等脚本语言来编写AutoCAD程序，通过ActiveXAutomation与其他应用程序进行交互。
AutoCAD的ActiveX技术提供了一种机制，可以通过编程手段来操纵AutoCAD的内部或外部功能，ActiveX是由一系列对象按层次组成的对象结构，每个对象代表AutoCAD中的一个明确功能。
ActiveX对象封装了AutoCAD的绝大多数功能，这些功能以方法和属性的方式进行封装，只要通过某种方式将ActiveX对象“暴露”出来，就可以使用各种面向对象编程语言来引用其中的方法和属性，从而实现对AutoCAD的编程控制。
ActiveX技术是一种完全面向对象的技术，可以让许多面向对象编程语言和应用程序与AutoCAD进行通信，并操纵AutoCAD的许多功能，ActiveX在多种开发语言与AutoCAD之间起到了重要的桥梁作用。
utoCAD支持ActiveXAutomation技术，因此可以采用任何一种开发工具来进行开发，采用ActiveX技术的另一个优点是，应用程序之间可以很好地共享数据，如AutoCAD、Word和Excel之间可以互相交换数据，这在图纸信息的管理和交流中具有重要的实际意义。
通过ActiveXAutomation，将AutoCAD中的图形数据导出到Word或Excel中，从而实现更加灵活和高效的图纸管理和交流，同时，也可以将Word或Excel中的数据导入到AutoCAD中，实现数据的共享和交互。
这种数据共享的方式，极大地提高了图纸信息的利用率和效率，方便了工程设计和制造等相关工作的开展。
AutoCAD的对象体系结构
AutoCADActiveXAutomation技术将AutoCAD的各种功能封装在AutoCADActiveX对象中，供编程使用，不同的对象之间可以通过对象属性、对象的方法、对象的类型等进行区分，值得一提的是，AutoCAD中提供的所有对象都组成一个树形结构，也称为对象模型树。
该树形结构中，最高层是Application对象，代表AutoCAD应用程序本身，其它对象都是Application对象的子孙，为了获取一个特定的对象，必须从Application对象开始对其子孙进行遍历，直到找到该特定的对象。
参数化绘图模块的设计
参数化绘图方法主要有尺寸驱动法和程序驱动法两种，程序驱动方法是一种将零件设计过程中的所有关系式融入应用程序中的方法，通过程序控制下的顺序执行这些设计表达式，通过与用户的交互完成视图的制作。
这种方法的主要特点是，如果需要修改图形，则需要重新运行程序，输入不同的值以生成不同的图形，程序驱动方法是二维参数化绘图的基本手段之一。
为了实现克林贝格摆线锥齿轮的图形绘制，我们采用程序驱动方法进行参数化设计，尺寸驱动方法是程序驱动方法的一种拓展，类似于绘图软件本身具有的参数化功能，
具体而言，我们首先由应用程序生成设计零件的基图，该基图的所有尺寸用符号标识，然后，用户可以通过与应用程序交互的方式修改这些符号的值，
修改完成后，应用程序会一次性更新图形，使之满足用户给定的约束条件或关系式，尺寸驱动方法主要适用于相对简单的零件设计，而对于复杂的零件设计，程序驱动方法更为适用，
参数化二维图形绘制
标称主要图形值点并绘图按一定的顺序依次标称每一类零件图中的主要绘图值点，一般锥齿轮零件图是关于轴中心线上下对称的，绘图时可以采用镜像命令生成全图，绘制图形时以锥齿轮顶点作为基准点。
结合齿轮的几何尺寸，计算其余各点的坐标，轮齿部分各点的坐标计算式如下，PP1x=dai/(2tanδ)，PP1y=dai/2，PP2x=dae/(2tanδ)，PP2y=dae/2，PP3x=dae/(2tanδ)+hsinδ，PP3y=dae/2−hcosδ，PP4x=dai/(2tanδ)+hsinδ，PP4y=dai/2−hcosδ。
得到轮齿各点的坐标后，其余各点可以依据轮齿上选定的点推算得出，尽量使各点的坐标计算式与齿轮的几何尺寸相关联，伦体各点的坐标确定后，可以利用语句添加直线，依次连接各点，得到齿轮的基本图形。
由于时间关系及作者相关经验的缺乏，软件中并未建立实际通用的参数化图形库，即没有能够实现可以用于生产的齿轮零件图的绘制，而只是采用了较简单的几种示意结构，所以建立通用的齿轮轮体图形库，实现齿轮零件图的绘制是该软件系统今后需要完善的一个重要内容。
参数化二维图形绘制界面
该模块可以与计算模块关联，使用计算模块的数据直接进行绘图，也可以手动输入齿轮的相关数据单独使用，如果选择直接使用计算模块的数据绘图，只需要设置AutoCAD图形的保存路径和图纸幅面即可。
采用了AutoCAD图形浏览控件AutodeskVoloViewControl，实现了图形的预览功能，并可将图形文件保存到用户指定的目录下，方便用户的查看和管理。
实体仿真模块的设计
克林贝格螺旋锥齿轮在加工过程中往往需要经过多次试切、对滚和修正才能达到所需的加工要求，这导致了生产成本的增加，采用计算机建模仿真技术，进行克林贝格螺旋锥齿轮的三维仿真，以此指导机床操作员调整加工齿轮的参数，从而提高加工效率。
utoCAD是一款具备强大实体建模能力的软件，在处理简单实体时可以使用拉伸、旋转等命令快速构建模型，而对于较为复杂的实体则需要使用布尔运算等操作。
对于摆线锥齿轮这类比较复杂的空间曲面，无法使用简单的实体建模方法来实现，在AutoCAD中，可以从平面冠轮展成加工原理出发进行实体建模，以生成摆线锥齿轮的齿面。
冠轮轮齿的形成
要在AutoCAD中建模冠轮的轮齿，可以利用冠轮齿面方程以及样条曲线在冠轮分度平面内绘制冠轮的齿线轨迹，然后，可以利用拉伸命令将刀具的法向截面面域沿着冠轮齿线轮轨进行拉伸，从而生成冠轮齿的齿面。
在AutoCAD中打开一个新的图纸，选择一个适当的视图方向，使用样条曲线工具，根据冠轮齿面方程在冠轮分度平面内绘制出冠轮的齿线轨迹，选择拉伸命令，然后点击齿线轨迹作为路径，输入拉伸的高度或者选择一个参考面作为拉伸方向。
完成拉伸后，利用旋转或移动命令对生成的齿面进行调整，以使其与冠轮的其它部分相匹配，
最后，使用复制阵列命令来复制和分布整个冠轮的齿面，以生成完整的冠轮轮齿，通过以上步骤，就可以在AutoCAD中建模出冠轮的轮齿。
齿槽的形成
根据克林贝格螺旋锥齿轮的切齿原理，齿轮的加工过程可以看作是冠轮与齿轮坯的展成运动，在建模过程中，首先将冠轮固定在摇台上的一个位置，然后将齿轮坯与冠轮的这个齿做布尔运算的减操作，得到一个齿槽。
接着，让两者分别绕其自身轴线旋转一个特定的角度，以满足齿轮坯与冠轮之间的啮合角度关系，在这个新位置上，再次使用齿轮坯与冠轮的这个齿做布尔运算的减操作，重复这个过程，直到齿轮坯与冠轮的这个齿不再相交为止。
这时，在齿轮坯上就会形成一个完整的齿槽，再将一个未经加工的齿轮坯实体与这个带有齿槽的齿轮坯作布尔运算的减操作，就可以得到一个完整的齿轮实体。
一种方法是使用一个齿轮坯作为模板，将其旋转360°/z，然后将其与齿槽实体进行布尔减运算，从而获得要加工的齿轮的形状，这种方法可以避免重复设计齿轮形状，提高设计效率。
实体建模过程中的位置变换问题
在冠轮轮齿的建模过程中，通常会在与AutoCAD中默认世界坐标系的XY平面平行的分度平面内绘制冠轮齿线，然后，创建一个与XY平面垂直的刀具面域，并将其沿着齿线方向扫描，形成冠轮的齿面。
冠轮的齿面方程可以通过建立参考点并确定默认坐标系的Y轴来实现，这种建模方法可以有效地模拟冠轮轮齿的几何形状，并且可以在设计和制造过程中提高效率。
在创建齿轮坯实体时，通常会在AutoCAD的默认XY平面内绘制齿轮坯的截面，并通过旋转和拉伸的方法来形成齿轮坯实体，在这个过程中，齿轮的轴线通常会默认与坐标系的X轴重合，而齿轮坯锥体的顶点会位于默认坐标系的原点。
在建模冠轮和齿轮坯时，由于初始坐标系的建立不能保证它们处于正常的啮合接触位置，因此需要进行一系列的坐标变换来进行调整。
先是沿X轴负方向移动齿轮坯，移动的距离为ha/sinδ，以使齿轮坯的节锥顶点与坐标系原点重合，然后绕Z轴逆时针旋转90°-δ角，使齿轮坯的节锥面与YZ平面相切。
接着绕Y轴顺时针旋转90°，使齿轮坯的节锥面与冠轮的分度平面相切，考虑到变位的情况，还需沿Z轴方向移动齿轮坯，移动的距离为hxi=±mnxr，当建模小齿轮时取正号，建模大齿轮时取负号。
经过这些坐标变换之后，齿轮坯和冠轮的啮合接触位置将被正确调整，从而便于进行下一步的建模计算。
实体仿真模块运行界面
该模块提供了五个不同的建模选项，包括齿轮坯实体、冠轮轮齿、生成一个轮齿、生成两个轮齿和摆线锥齿轮实体，用户可以根据不同的需求选择相应的选项进行建模，与参数化简图绘制模块一样，实体仿真模块也提供了图形预览的功能。
用户可以点击“浏览图形文件”选项卡，使用该模块作为预览其他AutoCAD图形的工具，并对预览的图形进行简单的修改，在使用该模块的过程中，用户可以方便地指定
AutoCAD图形文件的保存路径和查看路径，以便更好地管理和浏览文件。
笔者认为
相对于交互式绘图，参数化绘图具有更高的精度和更快的速度，早期的CAD系统只提供了交互式绘图功能，这种绘图方式仅仅是手工绘图的简单替代品。
只有采用参数化绘图才能充分发挥CAD系统的高精度和高速度的特点，因此实现参数化绘图一直是机械CAD的核心任务之一。
此外，由于摆线锥齿轮的加工较为复杂，加工成本较高，在进行齿轮实体的加工之前，进行仿真分析，了解齿形状况，将对实际加工起到指导意义。
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