ProE二次開發(fā)技術(shù)在齒輪三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、收稿日期:2004-02-15作者簡(jiǎn)介:張超(1971-,男,江蘇大豐人,南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院2002級(jí)碩士研究生。文章編號(hào):1671-4644(200401-0022-03Pro/E 二次開發(fā)技術(shù)在齒輪三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用張超,張益華(南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院,江蘇南京210016摘要:本文論述了利用Pro/T oolkit 開發(fā)模塊和Visual C +建立的齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)過程,對(duì)基于Pro/Engineer 的C AD 二次開發(fā)進(jìn)行了積極的探索。關(guān)鍵詞:Pro/Engineer ;Pro/T oolkit ;參數(shù)化;二次開發(fā)中圖分類號(hào):TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A1參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念及

2、優(yōu)點(diǎn)1.1參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念參數(shù)化設(shè)計(jì)模型是以約束來表達(dá)產(chǎn)品模型的形狀特征,以一組參數(shù)來控制設(shè)計(jì)結(jié)果,從而能通過變換一組參數(shù)值方便地創(chuàng)建一系列形狀相似的零件。參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本手段有程序驅(qū)動(dòng)與尺寸驅(qū)動(dòng)。程序驅(qū)動(dòng)法是通過分析圖形幾何模型的特點(diǎn),確定模型的主參數(shù)以及各尺寸間的數(shù)學(xué)關(guān)系,將這種關(guān)系輸入程序中,進(jìn)而在零件設(shè)計(jì)時(shí)只要輸入幾個(gè)參數(shù)就可生成所要求的模型。尺寸驅(qū)動(dòng)是對(duì)程序驅(qū)動(dòng)的擴(kuò)展,它的基本思想是由應(yīng)用程序生成所涉及的基圖,該圖的尺寸有一系列的標(biāo)識(shí),這些尺寸由用戶在編程時(shí)輸入或交互式輸入,從而生成用戶的模型。1.2參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的尺寸驅(qū)動(dòng),修改圖形功能,為初始產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)

3、品建模、修改系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了有效的手段,能夠充分滿足設(shè)計(jì)具有相同或相近幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工程系列產(chǎn)品及相關(guān)工藝裝備的需要。2Pro/E 在參數(shù)化方面的優(yōu)勢(shì)Pro/E NGI NEER 系統(tǒng)最典型的特點(diǎn)是參數(shù)化。體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)控制模型外,還在尺寸之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式,使它們保持始終相對(duì)的大小、位置或約束條件。在零件模式下,系統(tǒng)允許建立特征之間的關(guān)系式,使得零件中的不同特征產(chǎn)生關(guān)聯(lián),此時(shí)創(chuàng)建的參數(shù)關(guān)系式成為零件關(guān)系式。同時(shí)在零件與裝配模式中,系統(tǒng)還允許在陣列特征或陣列元件間建立參數(shù)關(guān)系式。3齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素對(duì)于齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)來說,最關(guān)鍵的因素有三個(gè)方面:(1首先在零件模式下建模,同時(shí)

4、找出零件所有尺寸間的關(guān)系,確定能用來驅(qū)動(dòng)生成模型的參數(shù),進(jìn)而把尺寸關(guān)系輸入到Pro/E 的Programe 中。(2應(yīng)用Pro/E 的Protoolkit 的技術(shù),在VC 的平臺(tái)上利用C 語言編譯出下拉菜單。這其中編制的源文件包括菜單資源文件與程序源文件。(3應(yīng)用Pro/E 的UI 對(duì)話框技術(shù),編制出能人機(jī)交互的對(duì)話框界面。4創(chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的基本方法4.1利用VC 向?qū)?chuàng)建齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序程序設(shè)計(jì)的主要工作在三個(gè)方面:一是編寫下拉菜單的(.txt 文件,和對(duì)話框的(.res 資源文件;二是按Pro/T OO LKIT 應(yīng)用程序Pro/E NGI NEER 環(huán)境運(yùn)行的要求設(shè)計(jì)接口與

5、應(yīng)用程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)的終止第4卷第1期2004年3月南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)Journal of Nanjing Institute of Industry T echnologyV ol.4,N o.1Mar.,2004程序;三是根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)Pro/T OO LKIT應(yīng)用程序主體部分。其程序部分的主體結(jié)構(gòu)如下:int user-initialize(int argc,char3argv/其功能相當(dāng)于C語言中的main(函數(shù)。/定義按鈕的I D變量uiCmdCmdId id1,id5;/設(shè)置按鈕命令ProCmdActionAdd(“id1”,func1(,;/添加按鈕命令ProMenubar

6、menuPushbuttonAdd(;/該部分是用來初始化Pro/T OO LKIT應(yīng)用程序且創(chuàng)建圖形窗口,這部分包含了應(yīng)用程序的所有初始化進(jìn)程return(0;v oid user-terminate(/結(jié)束Pro/T OO LKIT應(yīng)用程序return;/調(diào)用功能函數(shù)一個(gè)或多個(gè)的C語言代碼viod func1(;編輯完源代碼后要用Visual C+6.0進(jìn)行編譯,首先要設(shè)置好編譯環(huán)境。一是設(shè)置好包含頭文件的路徑。二是設(shè)置好連接所需庫文件的路徑。編譯連接成功生成可執(zhí)行程序后,要把Pro/ T OO LKIT應(yīng)用程序集成到Pro/E系統(tǒng)中,必須進(jìn)行應(yīng)用程序的注冊(cè),才能運(yùn)行。生成一個(gè)注冊(cè)文件(3

7、.dat,其中包含Pro/E NGI NEER的應(yīng)用程序的位置,菜單資源及對(duì)話框資源文件的位置,以及該P(yáng)ro/ T OO LKIT的版本信息。4.2程序運(yùn)行步驟自動(dòng)運(yùn)行注冊(cè)分兩種情況:一是必須將注冊(cè)文件取名為Protk.dat,并保存于Pro/E安裝目錄的 text目錄,或位于Pro/E的起始位置,二是在Pro/E 的con 文件設(shè)定注冊(cè)文件(系統(tǒng)變量 名為toolkit-regietry-file。手動(dòng)注冊(cè)主要有兩個(gè)步驟:(1啟動(dòng)Pro/E NGI NEER系統(tǒng)。(2選擇Pro/Engineer主菜單命令UtilitiesAux2 iliary Applications,單擊R

8、egister,選取要運(yùn)行的3.dat 文件,單擊Start就可了。5實(shí)例本文由于篇幅有限,僅以開發(fā)的直齒圓柱齒輪為例來具體講述設(shè)計(jì)的過程。5.1編寫齒輪設(shè)計(jì)的下拉菜單。在已有的菜單條中要增加一列“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”及下拉菜單。具體有兩步:第一步是定義按鈕命令,第二步是向菜單欄中添加該按鈕。在程序中加入以下命令:ProMenubarMenuAdd(“UserMenu”,“齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)”“Utilities”,PRO-B-FA LSE,UserMsg ProMenubarmenuPushbuttonAdd(“UserMenu”,“直齒圓柱齒輪”,“直齒圓柱齒輪”,“直齒圓柱齒輪幫助”, NU L

9、L,PRO-B-TRUE,cmd-id1,UserMsg,以實(shí)現(xiàn)如下功能,如圖1所示。圖1用戶界面下拉菜單5.2編寫人機(jī)交互的對(duì)話框利用Pro/T oolkit提供的(User Interface Dialog Boxes對(duì)話框技術(shù),其中UI對(duì)話框的設(shè)計(jì)涉及兩個(gè)方面:一是按界面的布局編寫資源文件;二是針對(duì)UI對(duì)話框的功能編寫相應(yīng)的控制程序。要在C語言程序中進(jìn)行以下過程:(1程序讀取對(duì)話框資源文件,以便將對(duì)話框調(diào)入內(nèi)存。(2為對(duì)話框各控件指定行為函數(shù),修改對(duì)話框及控件屬性。(3顯示對(duì)話框,接受用戶交互。(4關(guān)閉對(duì)話框,釋放對(duì)話框所占的內(nèi)存。其中主要用到以下函數(shù):對(duì)話框調(diào)入內(nèi)存函數(shù)ProUI Di

10、alogCreat(、對(duì)話框各控件指定行為函數(shù)第4卷第1期張超,張益華:Pro/E二次開發(fā)技術(shù)在齒輪三維參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用µProUIPushbuttonActivateActionSet (、激活對(duì)話框函數(shù)ProUI DialogActivate (、關(guān)閉對(duì)話框函數(shù)ProUI Di 2alogDestroy (。最后,生成直齒圓柱齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)UI對(duì)話框,如圖2所示 。圖2直齒圓柱齒輪UI 對(duì)話框5.3建立直齒圓柱齒輪模型在零件模式下建立直齒圓柱齒輪的模型,并將 各尺寸間的關(guān)聯(lián),輸入到Program 中的I NPUT -E ND 與RE LATI ONS -E NDRE LATI O

11、NS 之間。這其中找各尺寸間的關(guān)系很重要,既不要繁瑣, 也不能過于簡(jiǎn)單而不能驅(qū)動(dòng)模型。從直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式中可以找到驅(qū)動(dòng)該模型的四個(gè)參數(shù):齒數(shù)、模數(shù)、壓力角與齒寬。在Pro/E 的Programe 中輸入?yún)?shù):I NPUTTEETH NUM BER“E NTER NUM BER OF GE AR TEETH :”PITCH NUM BER E ND I NPUT RE LATI ONS PD =TEETH/PITCH D3=PD +2/PITCHD1073=360/TEETH/E ND RE LATI ONS在對(duì)話框輸入?yún)?shù)后就可生成三維直齒圓柱齒輪圖像,如圖3所示。圖3直齒圓柱齒

12、輪6結(jié)束語本文運(yùn)用了Pro/Engineer 的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及二次開發(fā)模塊,以VC 為開發(fā)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)。對(duì)于某些行業(yè)的專用齒輪的設(shè)計(jì),而又非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì),只需輸入幾個(gè)參數(shù),利用參數(shù)驅(qū)動(dòng),就可生成所需的零件,大大提高了設(shè)計(jì)效率。同時(shí)對(duì)Pro/E 的二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的敘述,有助于對(duì)Pro/engineer 二次開發(fā)的同仁借鑒參考。參考文獻(xiàn):1譚雪松.Pro/Engineer2001中文版典型實(shí)例M.北京:人民郵電出版社,2002.2李世國.Protoolkit 程序設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.3張繼春.Pro/Engineer 二次開發(fā)實(shí)用教程M.北京:北京大學(xué)出版社,2003.Application of Pro/E Second Development in G ear DesignZHANG Chao ,ZHANG Y i -hua(Nanjing Univer sity o f Aeronautics &Astronautics ,Nanjing 210016,China Abstract :This paper introduces the parameter design of gear with the help of pro/T oolkit development m odul