【正文】 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)軸類零件的一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)畢業(yè)論文目 錄1緒 論 1 系統(tǒng)開發(fā)背景及意義 1 研究?jī)?nèi)容 22系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng)分析和規(guī)劃 3 系統(tǒng)分析 3 系統(tǒng)規(guī)劃 4 5 Visual 5 Microsoft Office Access 的主要功能特點(diǎn) 6 Pro/E的VB API二次開發(fā)技術(shù) 7 AutoCAD ActiveX/VBA的二次開發(fā)技術(shù) 73系統(tǒng)開發(fā)過程 9 軸的參數(shù)化輔助設(shè)計(jì) 9 登陸界面 9 軸類型選擇 10 軸的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及校核計(jì)算 10 18 Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì) 18 19 28 軸的精度設(shè)計(jì)概述 28 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 29 29 31 324軟件的功能展示及系統(tǒng)集成 35 35 39結(jié) 論 40參考文獻(xiàn) 41附 錄 42致 謝 56561 緒論隨著科技的高速發(fā)展， 要求人們的工作效率也要不斷提高，但在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，一些常用零件的設(shè)計(jì)變得很復(fù)雜，工作量也越來(lái)越大，因此我們需要一種快速、簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)方法來(lái)代替過去陳舊的設(shè)計(jì)方法，來(lái)減輕設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的迅速提高，為參數(shù)化設(shè)計(jì)提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。CAD技術(shù)發(fā)展到今天，經(jīng)歷了兩次技術(shù)革命。第一次革命是20世紀(jì)90年代三維CAD軟件的推廣，國(guó)內(nèi)普遍使用的是AutoCAD軟件。它實(shí)現(xiàn)了我國(guó)企業(yè)提出的“甩掉繪圖板”的目標(biāo)，解決了使用圖板的種種弊端，但利用AutoCAD一旦建立圖形，要想改變圖形大小，即使結(jié)構(gòu)相似也只能對(duì)圖形進(jìn)行重新編輯。而在工程設(shè)計(jì)中，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不可避免地需要多次反復(fù)修改，需要不斷進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)和尺寸的綜合協(xié)調(diào)、優(yōu)化。雖然比較成熟的二維CAD系統(tǒng)增加了參數(shù)化繪圖功能，但在實(shí)際使用中需要編寫程序，使得二維CAD系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)比較困難。另一次革命是大量三維軟件的崛起。三維CAD技術(shù)不僅能夠參數(shù)化構(gòu)建三維實(shí)體模型，而且能夠利用設(shè)計(jì)的三維實(shí)體模型進(jìn)行模擬裝配、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分析和有限元應(yīng)力分析等，還可以采用CAM系統(tǒng)，運(yùn)用CAD/CAM系統(tǒng)一體化技術(shù)，省去輸出圖紙的過程通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換直接驅(qū)動(dòng)加工中心等設(shè)備完成生產(chǎn)加工過程，不需要傳統(tǒng)意義的圖紙。其中最有代表性的軟件是Pro/Engineer。在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中，Pro/Engineer軟件采用基于約束的參數(shù)化，以全新的思維和方式支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、修改和變形，通過約束參數(shù)的修改，能方便的創(chuàng)建一系列功能和形狀相似的設(shè)計(jì)模型。本設(shè)計(jì)主要以VB API為開發(fā)工具，最終快速、精確地生成所需三維模型，提高設(shè)計(jì)效率。軸是組成機(jī)器的重要零件之一，它主要用來(lái)支承軸上的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪，帶輪等)使其具有確定的位置，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。用傳統(tǒng)的方法對(duì)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于計(jì)算繁瑣，設(shè)計(jì)效率低，且易出錯(cuò)。采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法可徹底改變過去依靠手工計(jì)算和繪圖時(shí)的效率低、易出錯(cuò)等局面,使軸零件設(shè)計(jì)人員借助計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件可迅速、高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定、比較、分析和繪圖；為生產(chǎn)企業(yè)以高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本占領(lǐng)市場(chǎng)提供技術(shù)保障。軸的設(shè)計(jì)也和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。明確的說就是軸徑軸的設(shè)計(jì)與校核。設(shè)計(jì)結(jié)果直接驅(qū)動(dòng)Pro/E生成完整的三維實(shí)體模型。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。以齒輪油泵中使用的一根軸為例，先只確立軸的結(jié)構(gòu)形式，并不確定軸的尺寸參數(shù)，完成建模，然后通過運(yùn)行二次開發(fā)程序，系統(tǒng)通過人機(jī)交互的方法來(lái)控制軸的尺寸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)模型的重新生成，完成軸的二次開發(fā)，能迅速地對(duì)不同參數(shù)的軸進(jìn)行建模，極大地提高工效。對(duì)軸形狀特征進(jìn)行參數(shù)化處理時(shí)，可采用參數(shù)代替形狀特征的幾何尺寸，它包括獨(dú)立參數(shù)和關(guān)聯(lián)參數(shù)。獨(dú)立參數(shù)需要根據(jù)具體設(shè)計(jì)情況賦值，關(guān)聯(lián)參數(shù)不需要賦值，它與獨(dú)立參數(shù)間保持特定的關(guān)系，當(dāng)獨(dú)立參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，關(guān)聯(lián)參數(shù)隨之發(fā)生變化(如鍵槽尺寸隨軸徑的變化而變化)。最后通過與CAD的鏈接，實(shí)現(xiàn)二維軸零件的精度設(shè)計(jì)，如與齒輪、滾動(dòng)軸承、平鍵的互換設(shè)計(jì)等，并實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)注。本軟件旨在輔助設(shè)計(jì)者完成繁瑣的計(jì)算過程，化繁為簡(jiǎn)，減少設(shè)計(jì)時(shí)間優(yōu)化產(chǎn)業(yè)構(gòu)成。1. 2 研究?jī)?nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容規(guī)劃： ,包括界面的背景、菜單樣式，工具欄、狀態(tài)欄、查詢系統(tǒng)的鏈接方式。 office Access制作一個(gè)包含軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)通過Microsoft visual studio 2005對(duì)Microsoft office Access數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和更新。 ，能夠通過使用者的選擇或者輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算和校驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證該軸是否滿足要求。 ，通過更改設(shè)計(jì)參數(shù)在原軸模型基礎(chǔ)上生成相應(yīng)的設(shè)計(jì)者所需的軸模型，并繪制CAD二維圖，進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。 、Microsoft office Access、Pro/E、AutoCAD等軟件將以上幾部分結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有以查詢、設(shè)計(jì)為主的應(yīng)用程序。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)由于軸類零件相似程度高，實(shí)現(xiàn)了模數(shù)系列化在研究開發(fā)軸類零件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)能提供更多的方便。為此，本系統(tǒng)將要設(shè)計(jì)完成以下主要功能:輸入的軸的基本參數(shù)。進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度校核。以校核結(jié)果為依據(jù)，輸出軸的三維模型輸出二維圖形，實(shí)現(xiàn)智能標(biāo)注綜合系統(tǒng)功能要求，分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程如下圖21：進(jìn)入軸類零件一體化輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇軸的類型輸入軸的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度校核輸出軸的Pro/E三維模型在輸出的二維CAD圖紙上根據(jù)界面輸入完成輔助精度設(shè)計(jì)自動(dòng)標(biāo)注 圖21根據(jù)課題的要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇Visual ，考慮到與其鏈接的操作可行性和簡(jiǎn)便性采用Microsoft Office Access2007作為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具，本系統(tǒng)是在Visual Basic .NET和Microsoft Office Access 2007共同建的平臺(tái)上對(duì)Pro/E和AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軸類零件的一體化輔助設(shè)計(jì)功能。為了實(shí)現(xiàn)上述主要功能，軸類一體化輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由幾個(gè)子模塊組成。他們分別為軸參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，精度設(shè)計(jì)系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)。在此以傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)要的介紹本系統(tǒng)的幾個(gè)模塊。登陸界面和主界面作為一個(gè)使用的應(yīng)用小程序，一個(gè)靈動(dòng)、絢麗的登陸界面是吸引使用者眼球的最佳利器，而實(shí)現(xiàn)這一要求的就是具有豐富內(nèi)容和美觀而又不空洞的動(dòng)畫效果給人一種煥然一新的感覺，在還沒有使用就會(huì)感到心情舒暢，給人一個(gè)好印象。簡(jiǎn)約的主界面上合理的安排了那些繁雜而又令人眼花繚亂的參數(shù)，使得主界面上所需的參數(shù)按照功能的不同和計(jì)算的需要進(jìn)行分類，通過控件屬性中的可視性來(lái)設(shè)計(jì)、統(tǒng)籌參數(shù)布局，結(jié)果的輸出清晰、明了，并且在計(jì)算結(jié)束后輸出設(shè)計(jì)結(jié)果，以及設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)運(yùn)算過程，方便使用者進(jìn)行設(shè)計(jì)的完善和修改。設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，把需要設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如軸的轉(zhuǎn)速、軸的材料以及軸所傳遞的功率等信息通過輸入相應(yīng)窗體界面以后，系統(tǒng)將這些信息保存并計(jì)算出下一步設(shè)計(jì)時(shí)所需的部分參數(shù)。對(duì)于一些有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)建立完整的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)下拉列表，為方便程序調(diào)試和使用對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行初始化。軸設(shè)計(jì)需要根據(jù)軸在機(jī)械中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸的連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，且其結(jié)構(gòu)又要隨著具體情況的不同而異，所以沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。我們只需輸入軸的各段軸長(zhǎng)、軸徑及鍵槽的位置尺寸。由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，鍵槽的尺寸由鍵決定的。設(shè)計(jì)者只需輸入軸徑即可查詢出鍵槽的具體參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果直接輸出軸的Pro/E三維模型，根據(jù)輸入的參數(shù)的校核結(jié)果輸出軸的二維模型。，這也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。輸出二維圖并進(jìn)行精度設(shè)計(jì)開發(fā)出輔助精度設(shè)計(jì)的界面，根據(jù)界面選擇或輸入相應(yīng)的參數(shù)并結(jié)合相關(guān)公差數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)軸上的形位公差，表面粗糙度和尺寸公差的查詢。,對(duì)軸進(jìn)行智能標(biāo)注。 開發(fā)工具簡(jiǎn)介 Visual Visual Visual Basic 語(yǔ)言演變而來(lái)，是一種為高效地生成類型安全和面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序而設(shè)計(jì)的語(yǔ)言。Visual Basic 允許開發(fā)人員開發(fā)面向 Windows、Web 和移動(dòng)設(shè)備的程序。與所有面向Microsoft .NET Framework語(yǔ)言一樣，使用 Visual Basic 編寫的程序都具有安全性和語(yǔ)言互操作性方面優(yōu)點(diǎn)。 ，即對(duì)VB ，VB6中是基于事件和對(duì)象的思想，。具有以下優(yōu)勢(shì)：(1).代碼托管。，但是這也同時(shí)表明，你的程序被框在Framework里面了。API變得不太方便。 (2).強(qiáng)大的面向?qū)ο筇匦浴，F(xiàn)在VB7已經(jīng)是一個(gè)完全的面向?qū)ο蟪绦?。　現(xiàn)在VB7已經(jīng)支持類的各種特性：繼承，函數(shù)的覆蓋，重載，虛擬，隱藏……(3).功能強(qiáng)大，程序界面更標(biāo)準(zhǔn)。 (4).程序代碼結(jié)構(gòu)化更強(qiáng)，開發(fā)環(huán)境舒適體貼。VB. ，而VB ，使用VB. NET可以編制出功能更加強(qiáng)大的Windows程序。現(xiàn)在，我們把VB. NET和VB ，看看VB. NET對(duì)比VB 。 (1).在VB ，創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，需要等這個(gè)對(duì)象創(chuàng)建完畢后，再另外調(diào)用一個(gè)獨(dú)立的方法對(duì)其進(jìn)行初始化。，可以利用構(gòu)造函數(shù)為對(duì)象賦初值，這樣就不需要進(jìn)行煩瑣的調(diào)用賦初值了。構(gòu)造函數(shù)的使用，簡(jiǎn)化了編碼的過程和出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。 (2).VB. NET編寫線程的能力比VB 。 (3).在VB ，需要首先聲明一個(gè)變量，然后才能對(duì)其賦值，這樣就需要寫兩行代碼。在VB. NET中，可以使用初始化函數(shù)將這兩個(gè)步驟合并在一行代碼中完成，這個(gè)似乎微小的改進(jìn)，提供了更少、更簡(jiǎn)單、更易于維護(hù)的代碼。 (4).VB. ，開發(fā)者可以快速的可視化開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、Windows應(yīng)用程序和服務(wù)器端組件。 (5).因?yàn)閂B. 。 (6).在VB. NET中，通過Web窗體及ADO. NET，開發(fā)者可以快速開發(fā)可擴(kuò)展的Web站點(diǎn)。如果你能進(jìn)一步學(xué)習(xí)VB. NET,你會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的新特性和優(yōu)點(diǎn) Microsoft Office Access的主要功能特點(diǎn)Access是目前最流行的、功能強(qiáng)大的桌面數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一。本課題用到的Access 2007版本。它是微軟公司推出的辦公自動(dòng)化套裝軟件Office 2007中的一個(gè)重要組件——關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，主要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建和修改，為數(shù)據(jù)庫(kù)管理提供了簡(jiǎn)單易用而又功能強(qiáng)大的平臺(tái)。它結(jié)合了 Microsoft Jet Database Engine 和圖形用戶界面兩項(xiàng)特點(diǎn)，同時(shí)它是一個(gè)開放式的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它不僅能與Office套裝辦公軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)資源共享，還可以與其他應(yīng)用程序共享。Access能夠存取 Access/Jet、Microsoft SQL Server、Oracle(甲骨文軟件公司)，或者任何 ODBC 兼容數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的資料。熟練的軟件設(shè)計(jì)師和資料分析師利用它來(lái)開發(fā)應(yīng)用軟件，而一些不熟練的程序員和非程序員的進(jìn)階用戶則能使用它來(lái)開發(fā)簡(jiǎn)單的應(yīng)用軟件。雖然它支援部份面向?qū)ο螅∣O）技術(shù)，但是未能成為一種完整的面向?qū)ο箝_發(fā)工具。它的主要特點(diǎn)是：(1) 存儲(chǔ)方式單一 ：Access管理的對(duì)象有表、查詢、窗體、報(bào)表、頁(yè)、宏和模塊，以上對(duì)象都存放在后綴為（.mdb）的數(shù)據(jù)庫(kù)文件種，便于用戶的操作和管理。 (2) 面向?qū)ο螅篈ccess是一個(gè)面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，利用面向?qū)ο蟮姆绞綄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的各種功能對(duì)象化，將數(shù)據(jù)庫(kù)管理的各種功能封裝在各類對(duì)象中。它將一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)作是由一系列對(duì)象組成的，對(duì)每個(gè)對(duì)象它都定義一組方法和屬性，以定義該對(duì)象的行為和外國(guó)，用戶還可以按需要給對(duì)象擴(kuò)展方法和屬性。通過對(duì)象的方法、屬性完成數(shù)據(jù)庫(kù)的操作和管理，極大地簡(jiǎn)化了用戶的開發(fā)工作。同時(shí)，這種基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，使得開發(fā)應(yīng)用程序更為簡(jiǎn)便。(3) 界面友好、易操作：Access是一個(gè)可視化工具，是風(fēng)格與Windows完全一樣，用戶想要生成對(duì)象并應(yīng)用，只要使用鼠標(biāo)進(jìn)行拖放即可，非常直觀方便。系統(tǒng)還提供了表生成器、查詢生成器、報(bào)表設(shè)計(jì)器以及數(shù)據(jù)庫(kù)向?qū)?、表向?qū)?、查詢向?qū)?、窗體向?qū)?、?bào)表向?qū)У裙ぞ撸沟貌僮骱?jiǎn)便，容易使用和掌握。(4)集成環(huán)境、處理多種數(shù)據(jù)信息：Access基于Windows操作系統(tǒng)下的集成開發(fā)環(huán)境，該環(huán)境集成了各種向?qū)Ш蜕善鞴ぞ?，極大地提高了開發(fā)人員的工作效率，使得建立數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建表、設(shè)計(jì)用戶界面、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印等可以方便有序地進(jìn)行。(5) Access支持ODBC（開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)互連，Open Data Base Connectivity），利用Access強(qiáng)大的DDE（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換）和OLE（對(duì)象的聯(lián)接和嵌入）特性，可以在一個(gè)數(shù)據(jù)表中嵌入位圖、聲音、Excel表格、Word文檔，還可以建立動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)表和窗體等。Access還可以將程序應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，并與網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)相聯(lián)接。利用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問頁(yè)對(duì)象生成HTML文件，輕松構(gòu)建Internet/Intranet的應(yīng)用。 Pro/E的VB API 二次開發(fā)技術(shù)Pro/E是當(dāng)今工程應(yīng)用中最普遍使用的軟件之一,許多企業(yè)用它來(lái)從事概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真和數(shù)字化制造等,經(jīng)常要遇到各種標(biāo)準(zhǔn)件或企業(yè)內(nèi)部需要的一些常用模型,用戶可以建立自己的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)或模型庫(kù),需要時(shí),只需輸入?yún)?shù)即可完成模型的建立。傳統(tǒng)模式的Pro/E 二次開發(fā)多是采用Pro/toolkit進(jìn)行的, 因?yàn)镻ro/toolkit以C語(yǔ)言為依托, 向用戶提供了大量針對(duì)Pro/E 底層資源調(diào)用的庫(kù)函數(shù)和頭文件。通過調(diào)用這些底層函數(shù), 外部應(yīng)用程序可以方便安全地訪問Pro /E 的數(shù)據(jù)庫(kù)及內(nèi)部應(yīng)用函數(shù), 從而方便地建立面向特定產(chǎn)品的專用CAD 系統(tǒng)。然而使用Pro/toolkit進(jìn)行二次開發(fā)需要精通C 語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則