【正文】 第 45 頁 共 48 頁長 江 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于Pro/E的齒輪模型庫二次開發(fā)專 業(yè)： 機(jī)電一體化工程 姓 名： 王 慧 杰 指導(dǎo)教師： 田 東 亮 院系站點(diǎn)： 沙市職業(yè)大學(xué) 長江大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 2010年 5月 2日目 錄1 引言 1 CAD/CAM的發(fā)展現(xiàn)狀 1 課題的提出及意義 2 預(yù)期功能 3 本論文內(nèi)容 32 二次開發(fā)總體方案的確定 4 二次開發(fā)語言(Pro/TOOLKIT) 4 開發(fā)工具的確定 4 開發(fā)環(huán)境 6 6 軟件開發(fā)環(huán)境 6 工作模式的確定 7 總體設(shè)計(jì)框架 73 齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) 9 齒輪簡介 9 齒輪的參數(shù)化建模 94 菜單與對話框的開發(fā)設(shè)計(jì) 16 菜單的設(shè)計(jì) 16 編寫菜單信息資源文件 17 編寫菜單操作源程序 18 注冊運(yùn)行 24 對話框的設(shè)計(jì) 25 編寫對話框資源文件 26 編寫對話框操作源程序 27 程序驗(yàn)證 285 本設(shè)計(jì)任務(wù)所完成的零件清單 30結(jié)論 35致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄鑒定意見表 38基于Pro/E的齒輪模型庫二次開發(fā)摘要：本課題針對多種類型齒輪，提出基于Pro/E平臺進(jìn)行二次開發(fā)的一種可行方案。并且成功開發(fā)設(shè)計(jì)出能滿足用戶要求的齒輪模型庫。本文首先簡單介紹了與本課題相關(guān)的Pro/E二次開發(fā)功能，包括自定義菜單的生成、對話框的制作、Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的執(zhí)行。其次根據(jù)本課題的要求，分析了齒輪二次開發(fā)的整體設(shè)計(jì)思路。然后以直齒圓柱齒輪為例，較詳細(xì)地說明了利用Pro/TOOLKIT及Visual C++，并給出了測試實(shí)例。最后對開發(fā)的三維建模程序進(jìn)行測試。結(jié)果表明：開發(fā)程序正確無誤，建模迅速，大大提高了這類通用件在Pro/E平臺上的設(shè)計(jì)效率。關(guān)鍵詞：Pro/E、二次開發(fā)、齒輪模型庫、Pro/TOOLKIT、Visual C++The Secondary Development of Gear Parts Library Based on Pro/EAbstract：This article introduces a feasible method of secondary development based on Pro/E against some kinds of gears. And the gear parts library is successfully designed meet to the user requirements.Firstly, this article simply introduces the secondary development functions of Pro/E referring to this task which includes the creation of menu, the creation of the dialogue, the Pro/TOOLKIT procedure execution. Then the precept to the overall design way of gear secondary development is analyzed. With an example of a round crosssection helical pression gear in detail, it particularly describes the application of Pro/TOOLKIT and Visual C++ in the secondary development base on Pro/E, and test examples. At last, the test of all process of threedimensionpartmodel driven by database is performed indicates that the program is right, and the mold can be set up quickly. The efficiency for the design of interchangeable part based on Pro/E can be increased.Keywords: Pro/E、Secondary Development、Gear parts library、Pro/TOOLKIT、Visual C++1 引言 CAD/CAM的發(fā)展現(xiàn)狀CAD/CAM技術(shù)作為電子信息技術(shù)的重要組成部分，其應(yīng)用已遍及各個工程領(lǐng)域，是工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造業(yè)界的一場革命。經(jīng)過四十多年的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)有了長足的進(jìn)步。以前CAD/CAM技術(shù)大都是在工作站平臺上運(yùn)行和開發(fā)，隨著計(jì)算機(jī)水平的大幅提高，目前CAD/CAM軟件均可以在微機(jī)上運(yùn)行。微機(jī)平臺為普及CAD的應(yīng)用創(chuàng)造了絕好的條件。在此基礎(chǔ)上，CAD/CAM軟件廠商展開了新一輪的競爭。目前CAD/CAM軟件動態(tài)如下: Unigraphics(UG)UG是UnigraphicsSolutions公司的拳頭產(chǎn)品。該公司首次突破傳統(tǒng)CAD/CAM模式，為用戶提供一個全面的產(chǎn)品建模系統(tǒng)。在UG中，優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和表面功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合被實(shí)踐證明是強(qiáng)有力的，并被大多數(shù)CAD/CAM軟件廠商所采用。 SOLIDEDGESOLIDEDGE是真正Windows軟件。它不是將工作站軟件生硬地搬到Windows平臺上，而是充分利用Windows基于組件對象模型(COM)的先進(jìn)技術(shù)重寫代碼。SOLIDEDGE與MicrosoftOffice兼容，與Windows的OLE技術(shù)兼容，這使得設(shè)計(jì)師們在使用CAD系統(tǒng)時，能夠進(jìn)行Windows下字處理、電子報(bào)表、數(shù)據(jù)庫操作等。SOLIDEDGE具有友好的用戶界面，它采用一種稱為SmartRibbon的界面技術(shù)，用戶只要按下一個命令按鈕，既可以在SmartRibbon上看到該命令的具體的內(nèi)容和詳細(xì)的步驟，同時在狀態(tài)條上提示用戶下一步該做什么。SOLIDEDGE是基于參數(shù)和特征實(shí)體造型的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，它是為設(shè)計(jì)人員專門開發(fā)的，易于理解和操作的實(shí)體造型系統(tǒng)。 AutoCADAutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。Autodesk公司是世界第四大PC軟件公司。目前在CAD/CAE/CAM工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，該公司是擁有全球用戶量最多的軟件供應(yīng)商，也是全球規(guī)模最大的基于PC平臺的CAD和動畫及可視化軟件企業(yè)。Autodesk公司的軟件產(chǎn)品已被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、影視制作、視頻游戲開發(fā)以及Web網(wǎng)的數(shù)據(jù)開發(fā)等重大領(lǐng)域。AutoCAD是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，它在二維繪圖領(lǐng)域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD有強(qiáng)大的二維功能，如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能，同時有部分三維功能。在許多實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域(如機(jī)械、建筑、電子)中，一些軟件開發(fā)商在AutoCAD的基礎(chǔ)上已開發(fā)出許多符合實(shí)際應(yīng)用的軟件。 Pro/EngineerPro/Engineer系統(tǒng)是美國Param etric Technology Corporation(簡稱PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。Pro/Engineer系統(tǒng)主要功能如下:(1)真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會自動反映到所有相關(guān)地方；(2)具有真正管理并發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)并行工程的能力；(3)具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖；(4)容易使用，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。Pro/Engineer建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。因此，本開發(fā)利用Pro/Engineer為平臺對齒輪進(jìn)行二次開發(fā)。 課題的提出及意義產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)離不開CAD/CAM系統(tǒng)的支持，具有技術(shù)成熟、功能強(qiáng)大的Pro/ENGINEER參數(shù)化造型系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和制造業(yè)中引起了人們的重視，并得到了日益廣泛的應(yīng)用。Pro/ENGINEER提供了強(qiáng)大的三維幾何造型功能，使我們能夠創(chuàng)建出各種復(fù)雜的幾何模型，作為通用的三維CAD/CAM系統(tǒng)在功能上基本能夠滿足產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)要求，但有時這些功能并不能滿足我們的需求。例如標(biāo)準(zhǔn)零件系列，它們的結(jié)構(gòu)都是相同的，區(qū)別只在于尺寸，如果標(biāo)準(zhǔn)零件系列都通過三維建模的方式來實(shí)現(xiàn)，那么工作量將非常巨大。雖然Pro/ENGINEER自身也有一些模型庫，但是這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了用戶的要求。因此，也就有了本課題研究開發(fā)的必要。機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)過程中會用到大量的通用零件、標(biāo)準(zhǔn)件、相似件。如何建立這些常用零部件的庫，利用已有的資源，花費(fèi)較少的時間完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)是用戶非常關(guān)心的問題。建立這些通用件、標(biāo)準(zhǔn)件、相似件零件庫作為一項(xiàng)可行方案，一方面可以避免不同設(shè)計(jì)者的重復(fù)勞動，提高設(shè)計(jì)效率,提高設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，減少錯誤發(fā)生率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；另一方面還可以基于該軟件的三維實(shí)體模型進(jìn)行更深層次的分析（如有限元分析等），以確保機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果安全可靠。綜上，對某些特殊零件進(jìn)行二次開發(fā)是非常有必要的。因此也就有了本課題的提出。 預(yù)期功能如今，雖然繪圖軟件很多，而且建模方法也越來越智能，易學(xué)易懂。但是有些模型，具有相似性和通用性，如標(biāo)準(zhǔn)件，常用件等。如果每用一次都要建一次模型，那么將會大大延長設(shè)計(jì)周期，如此繁瑣而重復(fù)的步驟，將給設(shè)計(jì)者帶來不必要的負(fù)重。本課題將通過參數(shù)化建模，解決這一問題。用戶只需正確選擇或輸入零件相關(guān)參數(shù)，Pro/E便能自動生成用戶所需的模型，這樣大大縮短了開發(fā)設(shè)計(jì)的時間，提高了零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率。 本論文內(nèi)容在本課題中，主要是基于Pro/E或UG為二次開發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)高效快速的參數(shù)化齒輪建模。本人負(fù)責(zé)齒輪模塊的二次開發(fā)設(shè)計(jì)。本文首先簡單介紹了一些繪圖軟件特別是Pro/ENGINEER的現(xiàn)狀，說明了研究本課題的必要性以及重 要性；其次介紹了一些Pro/ENGINEER二次開發(fā)工具；接著確定本二次開發(fā)的總體方案；最后詳細(xì)地介紹了對齒輪進(jìn)行二次開發(fā)的全過程。本文的重點(diǎn)在于對齒輪進(jìn)行二次開發(fā)的部分。對齒輪的設(shè)計(jì)將包含以下內(nèi)容： 齒輪的參數(shù)化建模； 設(shè)計(jì)齒輪菜單及對話框(其中包含實(shí)現(xiàn)對話框上各按鈕的功能的相應(yīng)程序)； 檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否能達(dá)到預(yù)期功能。2 二次開發(fā)總體方案的確定 二次開發(fā)語言(Pro/TOOLKIT)Pro/TOOLKIT是美國Parametric Technology Corporation(PTC)公司為Pro/ENGINEER軟件提供的開發(fā)工具包，其主要目的是讓用戶或第三方通過C程序代碼擴(kuò)充Pro/ENGINEER系統(tǒng)的功能，開發(fā)基于Pro/ENGINEER系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊，不僅如此，還可以利用Pro/TOOLKIT提供的UI對話框、菜單以及VC的可視化界面技術(shù)，設(shè)計(jì)出方便實(shí)用的人機(jī)交互界面，從而大大提高系統(tǒng)的使用效率。Pro/TOOLKIT是Pro/ENGINEER的一個應(yīng)用程序接口(API)，它的編程語言是C語言，可以對Pro/ENGINEER進(jìn)行功能擴(kuò)展，滿足PTC客戶的特定需求。而且，Pro/TOOLKIT提供了定制標(biāo)準(zhǔn)Pro/ENGINEER用戶界面的能力，自動執(zhí)行重復(fù)性的程序，通過Pro/ENGINEER集成的內(nèi)部程序(Dll)或外部應(yīng)用程序（Exe）可以為造型用戶提供自定義的應(yīng)用程序、設(shè)計(jì)規(guī)劃和繪圖自動化。Pro/TOOLKIT工具包提供了開發(fā)Pro/ENGINEER所需的函數(shù)庫文件和頭文件，使用戶編寫的應(yīng)用程序能夠安全地控制和訪問Pro/ENGINEER，并可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序模塊與Pro/ENGINEER系統(tǒng)的無縫集成。Pro/TOOLKIT工具包是隨Pro/ENGINEER安裝盤一起提供的，安裝時在“元件”列表框中選中“API Toolkits”復(fù)選框，并在“子元件”列表框中選中“Pro/TOOLKIT”復(fù)選框，這樣將在Pro/ENGINEER系統(tǒng)的默認(rèn)目錄下自動創(chuàng)建兩個下級目錄：protoolkit和prodevelop。Pro/TOOLKIT采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法（Object_Oriented Programming）。在Pro/ENGINEER和應(yīng)用程序之間主要是通過特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來傳遞信息，以應(yīng)用程序來說這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不是直接訪問的，而只能通過Pro/TOOLKIT提供的函數(shù)來訪問。 開發(fā)工具的確定Pro/ENGINEER軟件本身自帶了一些二次開發(fā)工具，如族表工具、用戶定義特征（UDF）、Pro/Program、Jlink、Pro/Toolkit等。以下簡單介紹上述幾種二次開發(fā)工具：族表（Family Table）通過族表可以方便地管理具有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件，特別適用于標(biāo)準(zhǔn)零件的管理。族表工具是通過建立