【正文】 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education畢 業(yè) 設(shè) 計專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班級學(xué)號： 機自0804 09 學(xué)生姓名： 黃登春 指導(dǎo)教師： 郭培培 講師 二〇一二年 六 月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計軸類零件的一體化設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)Shaft parts of The integrated Design System Development專業(yè)班級：機自0804學(xué)生姓名：黃登春指導(dǎo)教師：郭培培 講師系 別：機械設(shè)計制造及其自動化2012 年 6 月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計摘 要軸是機械設(shè)計中應(yīng)用最為廣泛的零件之一，在常規(guī)的設(shè)計中普遍存在強度、剛度計算過程繁瑣，容易出錯，且一旦校核不通過，還要重新開始結(jié)構(gòu)設(shè)計，重新校核強度、剛度；忽視精度設(shè)計，設(shè)計者往往不查什么依據(jù)，只大約標(biāo)注，或完全照搬圖上的精度，這就很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟性；在軸的設(shè)計中．計算和繪圖是并行的，這就需要不斷地修改圖形，過程麻煩，工作量大。因此設(shè)計軸類零件的一體化設(shè)計系統(tǒng)，以適應(yīng)設(shè)計的發(fā)展趨勢，提高機械設(shè)計的效率。本設(shè)計旨在開發(fā)一個軸類零件一體化輔助設(shè)計系統(tǒng)，以Access為底層數(shù)據(jù)庫，采用Visual ，通過在可視化人機界面輸入關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)完成軸類零件的Pro/E三維模型的快速生成及修改工作；并可在此設(shè)計系統(tǒng)下完成階梯軸上各段的精度設(shè)計，最后實現(xiàn)智能標(biāo)注。由此只要設(shè)計者根據(jù)軟件提示操作，輸入相應(yīng)的參數(shù)，就能使軸的設(shè)計、校核化繁為簡，完成繁瑣的設(shè)計計算過程，加快實體模型的生成，提高軸類零件的準(zhǔn)確度，減少設(shè)計時間，具有一定的實際指導(dǎo)意義。 關(guān)鍵詞：一體化；；Pro/E；精度設(shè)計 ABSTRACT Mechanical design of shaft is the most widely used one of the parts, in the conventional design of widespread strength, stiffness calculation process is tedious, errorprone, and once again began to check is not passed, structure design, to check the intensity, rigidity。 neglect of precision design, the design is often not what basis, only about the annotation, or totally copy map accuracy, it is very difficult to ensure the quality of products and the economy。 in the design of shafts. The calculation and drawing are parallel, the need to constantly modify the graphics, the process of trouble, workload is big. Therefore the design of shaft parts of the integrated design system, in order to adapt to the design trend of development, improve the efficiency of mechanical design. This design aims to develop an integrated aided design system of shaft parts, taking Access as the underlying database, using Visual programming language, the visualization interface input key design parameters of shaft parts of Pro/E threedimensional model of rapid generation and modification work。 and in this design system to plete the stepped shaft section precision design, finally realizes the intelligent dimension. As long as the designer according to the software prompts, corresponding to the input parameters, can make the shaft design, checking change numerous for brief, plete tedious design calculation process, accelerate the entity model generation, improve the accuracy of shaft parts, reduce the design time, it has certain practical significance.Keywords : Integration。 。 Pro/E。 Precision design目 錄1緒 論 1 系統(tǒng)開發(fā)背景及意義 1 研究內(nèi)容 22系統(tǒng)總體方案設(shè)計 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 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 9 登陸界面 9 軸類型選擇 10 軸的設(shè)計準(zhǔn)則及校核計算 10 18 Pro/E參數(shù)化設(shè)計 18 19 28 軸的精度設(shè)計概述 28 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計 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 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，但在機械設(shè)計的過程中，一些常用零件的設(shè)計變得很復(fù)雜，工作量也越來越大，因此我們需要一種快速、簡潔的設(shè)計方法來代替過去陳舊的設(shè)計方法，來減輕設(shè)計負擔(dān)。計算機輔助設(shè)計的廣泛應(yīng)用以及計算機硬件和軟件技術(shù)的迅速提高，為參數(shù)化設(shè)計提供了一個良好的基礎(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，國內(nèi)普遍使用的是AutoCAD軟件。它實現(xiàn)了我國企業(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)相似也只能對圖形進行重新編輯。而在工程設(shè)計中，新產(chǎn)品設(shè)計時不可避免地需要多次反復(fù)修改，需要不斷進行零件結(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，但在實際使用中需要編寫程序，使得二維CAD系統(tǒng)下實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計比較困難。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)建三維實體模型，而且能夠利用設(shè)計的三維實體模型進行模擬裝配、機構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學(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。在機械零件設(shè)計中，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、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)計模型。本設(shè)計主要以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)計效率。軸是組成機器的重要零件之一，它主要用來支承軸上的回轉(zhuǎn)零件(如齒輪，帶輪等)使其具有確定的位置，并傳遞運動和動力。用傳統(tǒng)的方法對軸進行設(shè)計，由于計算繁瑣，設(shè)計效率低，且易出錯。采用現(xiàn)代設(shè)計方法可徹底改變過去依靠手工計算和繪圖時的效率低、易出錯等局面,使軸零件設(shè)計人員借助計算機及相應(yīng)軟件可迅速、高效、準(zhǔn)確地進行設(shè)計方案的確定、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)市場提供技術(shù)保障。軸的設(shè)計也和其他零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容。明確的說就是軸徑軸的設(shè)計與校核。設(shè)計結(jié)果直接驅(qū)動Pro/E生成完整的三維實體模型。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(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，然后通過運行二次開發(fā)程序，系統(tǒng)通過人機交互的方法來控制軸的尺寸參數(shù)，實現(xiàn)模型的重新生成，完成軸的二次開發(fā)，能迅速地對不同參數(shù)的軸進行建模，極大地提高工效。對軸形狀特征進行參數(shù)化處理時，可采用參數(shù)代替形狀特征的幾何尺寸，它包括獨立參數(shù)和關(guān)聯(lián)參數(shù)。獨立參數(shù)需要根據(jù)具體設(shè)計情況賦值，關(guān)聯(lián)參數(shù)不需要賦值，它與獨立參數(shù)間保持特定的關(guān)系，當(dāng)獨立參數(shù)發(fā)生變化時，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，實現(xiàn)二維軸零件的精度設(shè)計，如與齒輪、滾動軸承、平鍵的互換設(shè)計等，并實現(xiàn)智能標(biāo)注。本軟件旨在輔助設(shè)計者完成繁瑣的計算過程，化繁為簡，減少設(shè)計時間優(yōu)化產(chǎn)業(yè)構(gòu)成。1. 2 研究內(nèi)容 設(shè)計內(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制作一個包含軸結(jié)構(gòu)設(shè)計和精度設(shè)計基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫用來通過Microsoft visual studio 2005對Microsoft office Access數(shù)據(jù)庫的查詢和更新。 ，能夠通過使用者的選擇或者輸入的數(shù)據(jù)進行軸的設(shè)計及強度計算和校驗，來驗證該軸是否滿足要求。 ，通過更改設(shè)計參數(shù)在原軸模型基礎(chǔ)上生成相應(yīng)的設(shè)計者所需的軸模型，并繪制CAD二維圖，進行精度設(shè)計。 、Microsoft office Access、Pro/E、AutoCAD等軟件將以上幾部分結(jié)合起來實現(xiàn)一個具有以查詢、設(shè)計為主的應(yīng)用程序。2系統(tǒng)方案設(shè)計由于軸類零件相似程度高，實現(xiàn)了模數(shù)系列化在研究開發(fā)軸類零件計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)時能提供更多的方便。為此，本系統(tǒng)將要設(shè)計完成以下主要功能:輸入的軸的基本參數(shù)。進行相應(yīng)的強度校核。以校核結(jié)果為依據(jù)，輸出軸的三維模型輸出二維圖形，實現(xiàn)智能標(biāo)注綜合系統(tǒng)功能要求，分析系統(tǒng)設(shè)計流程如下圖21：進入軸類零件一體化輔助設(shè)計系統(tǒng)選擇軸的類型輸入軸的各項參數(shù)進行相應(yīng)的強度校核輸出軸的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)計自動標(biāo)注 圖21根據(jù)課題的要求和設(shè)計準(zhǔn)則選擇Visual ，考慮到與其鏈接的操作可行性和簡便性采用Microsoft Office Access2007作為數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具，本系統(tǒng)是在Visual Basic .NET和Microsoft Office Access 2007共同建的平臺上對Pro/E和AutoCAD進行二次開發(fā)，實現(xiàn)軸類零件的一體化輔助設(shè)計功能。為了實現(xiàn)上述主要功能，軸類一體化輔助設(shè)計系統(tǒng)主要由幾個子模塊組成。他們分別為軸參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，精度設(shè)計系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)。在此以傳動軸設(shè)計為例，簡要的介紹本系統(tǒng)的幾個模塊。登陸界面和主界面作為一個使用的應(yīng)用小程序，一個靈動、絢麗的登陸界面是吸引使用者眼球的最佳利器，而實現(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畫效果給人一種煥然一新的感覺，在還沒有使用就會感到心情舒暢，給人一個好印象。簡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算的需要進行分類，通過控件屬性中的可視性來設(shè)計、統(tǒng)籌參數(shù)布局，結(jié)果的輸出清晰、明了，并且在計算結(jié)束后輸出設(shè)計結(jié)果，以及設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)運算過程，方便使用者進行設(shè)計的完善和修改。設(shè)計參數(shù)的選擇系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，把需要設(shè)計的基本參數(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算出下一步設(shè)計時所需的部分參數(shù)。對于一些有標(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)試和使用對這些參數(shù)進行初始化。軸設(shè)計需要根據(jù)軸在機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、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)計的難點。輸出二維圖并