基于SolidWorks的榨螺参数化建模系统的研究

    榨螺是螺旋榨油机的核心零部件，多级榨螺套在榨螺轴上与榨笼配合，形成榨油机的工作部分——榨膛。榨油机工作时，旋转着的榨螺轴使油料不断地向前推进，同时随着榨螺螺距逐渐变小，螺纹底径逐渐增大以及榨笼内径的缩小使榨膛空余体积不断缩小，从而对油料产生压榨的效果。压缩比是螺旋榨油机设计的主要参数之一，其大小影响榨膛压力，最终影响出油率。榨螺的相关尺寸参数决定了压缩比的大小。榨螺形状复杂，求其体积的过程烦琐；同时榨螺属于系列化零件，设计过程中存在较多重复的绘图、计算等工作。然而传统设计方法主要依赖手工或二维软件绘图方式，效率低、不直观、不易实现榨螺的精确设计。

    是一款面向产品的三维造型及仿真软件，它为用户提供了几百种应用程序接口函数，可以使用VB、VBA、Delphi等高级语言对进行二次开发，编制适合用户需求、专用的功能模块。以Visual Basic语言为开发工具，通过编程建立榨螺的参数化设计系统，实现榨螺的自动建模与空余体积等相关参数的自动计算。

    1 空余体积计算公式推导

    根据结构榨螺分为两种类型：① 整体式，榨螺与轴为一个整体，一般用于家庭式小型榨油机。②套装式，榨螺与轴分开制造然后装配在一起，套装式榨螺又分为连续式和分段式两种类型。套装分段式榨螺制造安装比整体式复杂，但是当某部位出现损坏时，可以只更换损坏部位榨螺，这样节省材料也便于热处理的安排。一般采取套装分段式榨螺(见图1)，本文以该形式榨螺为研究对象。

    图1 套装分段式榨螺

    一般近似地将榨螺螺纹外表面与榨笼内表面之间所包容的空间体积称作空余体积。理论压缩比也称为空余体积比，是指相邻两个榨螺所对应空余体积的比值。有关空余体积的计算，国内外专家技术人员已经做了比较多的研究，有成熟的公式可以参考。四川青江机器厂的毛尚宁建立了榨螺有关曲面方程，利用积分的方法简单推导出了榨螺体积计算的一般公式。其研究包括圆锥形根圆与圆柱形根圆榨螺的体积公式。本文在此基础上，对榨螺体积公式作进一步的推导，过程如下：

    以榨螺轴线为z轴，以左端面与轴线交点为原点，建立图1所示坐标系。圆柱形根圆榨螺螺棱横截面积：

    将公式编入程序，生成榨螺参数化设计系统的计算模块。根据用户输入的榨螺相关参数，完成榨螺体积和空余体积的计算。