【正文】 術(shù)有愈來愈重要的地位，在有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算模塊與繪圖模塊的參數(shù)接口及程序化繪圖研究也具有重要的價(jià)值。對(duì)于這些需要經(jīng)常使用的通用機(jī)械零件 , 如果每次都要設(shè)計(jì)計(jì)算 ， 工作量大而且繁瑣 ， 屬于重復(fù)無效勞動(dòng)。 關(guān)鍵 詞 ： Pro/E； 齒輪；參數(shù)化 設(shè)計(jì)； 建模 Abstract: based on Pro/E platform， a gear parametric design system is developed applying Pro/TOOLKIT application development kit and VC++. Through changing the gear parameters in the application interface, such as modulus, number of teeth, tooth width, pressure angle, variable coefficient, etc, the corresponding involute gear to meet the design requirements can be gotten. The application shows that the system can greatly improve efficiency. The establishment of the system method can be applied to other parts， is not confined to the parameters of gear design. Keywords： Pro/E； Gear； Parametric Design； Modeling 前 言 隨著 CAD 技術(shù)的發(fā)展 ， 三維造型技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。漸開線齒輪由于能保證特定傳動(dòng)比、受力方向不變等優(yōu)點(diǎn) ， 而廣泛應(yīng)用于各種通用機(jī)械中 ， 但因其齒廓形狀和輪體結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變而成為三維造型技術(shù)的難點(diǎn) 。因此 , 正確的方法應(yīng)該是建立參數(shù)化的通用模型 ， 設(shè)計(jì)新的齒輪時(shí) ， 根據(jù)需要輸入齒輪的參數(shù) ， 如齒數(shù)、模數(shù)、齒輪寬度等數(shù)據(jù) ， 就可以自動(dòng)生成新的齒輪。 在 CAD 軟件發(fā)展初期， CAD 的含義僅僅是圖板的替代品，即 Computer Aided Drawing(or Drafting)，而非現(xiàn)在我們經(jīng)常討論的 CAD(Computer Aided Design)所包含的全部?jī)?nèi)容。 2）實(shí)體造型技術(shù) 隨著技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助工程分析 (CAE)的需求日益高漲， CAE 要求能獲得形體的完整信息， 由于表面模型技術(shù)只能表達(dá)形體的表面信息， 而線框和曲面造型對(duì)形體的表述都不完 整，則 難以準(zhǔn)確表達(dá)零件的其它特性，如質(zhì)量、重心、慣性矩等。這種新構(gòu)想最先在 PTC 公司 (Parametric Technology Corp)的軟件 Pro/E 中成為現(xiàn)實(shí)。 變量化技術(shù)為 CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機(jī)遇。 我國(guó) CAD 技術(shù)的引進(jìn)是從 60 年代開始的，最早起步于航空工業(yè)，最近幾年發(fā)展很快，現(xiàn)已在機(jī)械、電子、建筑、汽車、服裝等行業(yè)逐步進(jìn)入實(shí)用階段。 CAD 技術(shù)可以說貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過程，從產(chǎn)品方案的選擇到整機(jī)的可生產(chǎn)性、可維持性和可循環(huán)利用性等進(jìn)行全面設(shè)計(jì) ，因此在機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用。 本課題使用的研究方法是參數(shù)化設(shè)計(jì)。使用 Pro/E進(jìn)行的齒輪參數(shù)化造型具有如下意義： （ 1）利用方程創(chuàng)建出精確的漸開線曲線，提高漸開線齒輪的精確性。一個(gè)特征往往有多種創(chuàng)建方法 , 在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮好如何表達(dá)該特征與其它特征的關(guān)系。 5)修改 特征參數(shù) 可用 2 種方法來修改參數(shù) : 一是根據(jù)所附提示 , 選擇每項(xiàng)參數(shù)的名稱 , 并逐項(xiàng)修改 。與傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)僅提供繪圖工具不同， Pro/E 提供了一套完整的機(jī)械產(chǎn)品解決方案，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工制造、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理，甚至包括了產(chǎn)品生命周期，是多項(xiàng)技術(shù)的集成產(chǎn)品。在可視化設(shè)計(jì)階段，編程者使用 VC++工具箱來定制所需的用戶界面。利用 Pro/E自帶的 開發(fā)工具 Pro/TOOLKIT，并且選用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) (DLL)的同步模式，進(jìn)行 Pro/E軟件的二次開發(fā)。 1） 同步模式 同步模式包括兩種模式，動(dòng)態(tài)連接庫(kù) (Dynamic Link Library， DLL)模式和多線程模式 (Multi Process Mode)。控制總在兩個(gè)線程之間轉(zhuǎn)換，總是有一個(gè)線程在等待。同步方式中應(yīng)用程序必須由 Pro/E 根據(jù)注冊(cè)文件的信息來啟動(dòng)；而異步模式中應(yīng)用程序則可以脫離 Pro/E啟動(dòng)，它可以有自己的 main()函數(shù)，應(yīng)用程序啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)連接到 Pro/E 上，啟動(dòng)的異步應(yīng)用程序并不會(huì)出現(xiàn)在輔助應(yīng)用程序?qū)υ捒蛑?。單擊完成按鈕。其函數(shù)原型為： ex_ntern C Int user_terminate() { AFX_N_MANAGE_STATE (Afx_nGetStaticModuleState())。 （ 3） 設(shè)置連接所需庫(kù)文件 ① 選擇工程 → 設(shè)置菜單，選擇 “C/C++”，在常規(guī)下的預(yù)處理程序定義：項(xiàng)下添加PRO_USE_VAR_ARGS，如圖 26 所示，添加圖中紅色區(qū)域的文件名，點(diǎn)擊確定。 齒輪 結(jié)構(gòu)類型 齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，尺寸驅(qū)動(dòng)的幾何模型可以通過更改尺寸達(dá)到更改設(shè)計(jì)的目的。 設(shè)計(jì)過程可視為約束滿足的過程，設(shè)計(jì)活動(dòng)本質(zhì)上是通過提取產(chǎn)品有效的約束來建立其約束模型并進(jìn)行約束求解 。尺寸約束則為特征 /幾何元素間相對(duì)位置的定量表示，如各種距離、兩線夾角、圓的半徑等。 2)基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì) 基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)將基于特征的設(shè)計(jì)和參數(shù)化設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來，使用較完整的帶有語(yǔ)義的特征描述方式，使特征本身就包含參數(shù)化變動(dòng)所需的成員變量和成員函數(shù)，將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)應(yīng)用于特征的描述，在造型中使用參數(shù)化，隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸，并因此帶動(dòng)特征自身的變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)變量的應(yīng)用，使得標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)建立的繁雜工作變得簡(jiǎn)單了。再單擊 按鈕，選擇剛創(chuàng)建的軸 “A_1”和剛創(chuàng)建平面的 “DTM”為基準(zhǔn)， 相對(duì)DTM1偏移一個(gè)角度為 360/（ 4*z），并添加相應(yīng)的關(guān)系式， 完成 “DTM2”的創(chuàng)建 。 （ 1） 斜齒圓柱齒輪：在分度圓曲面上創(chuàng) 建投影曲線，根據(jù)螺旋角確定左旋或者右旋，一般在草繪時(shí)添加關(guān)系式 ，如圖 320和 321所示。本系統(tǒng)中所用到的蝸輪、蝸桿如圖 326和圖 327所示。 創(chuàng)建 ProMenubarMenuAdd()函數(shù)的原型為： ProError ProMenubarMenuAdd( ProMenuItemame menu_name， ProMenuItemLabel untranslated_menu_labe， ProMenuItemame neighbor， ProBoolean add_after_neighbor， ProFileName filename， )； 包含頭文件： include〈 〉 參數(shù)的意義為 : menu_name 菜單項(xiàng)名。如果其值為 PRO_B_TRUE，將位于相鄰菜單的右側(cè)，否則為左側(cè)。 （ 6） allow_in_accessory_window 布爾值，確定是否在附屬窗口顯示該菜單項(xiàng)。該標(biāo)簽名與信息文件中該組的標(biāo)識(shí)關(guān)鍵字相同。 本系統(tǒng)的菜單程序的部分代碼如下： include//設(shè)置部分對(duì)話框類頭文件 …… void Menu_2ActFn()。} 編寫菜單文件 利用 Pro/TOOLKIT創(chuàng)建一個(gè)菜單欄菜單。選擇 “注冊(cè) ”按鈕注冊(cè)應(yīng)用程序，彈出 “登記輔助應(yīng)用程序 ”對(duì)話框，找到注冊(cè)文件 ()，選中應(yīng)用程序，單擊打開。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用 Pro/TOOLKIT提供的 UI對(duì)話框操作函數(shù)和 Pro/ E資源，設(shè)計(jì)出與 Pro/ E界面風(fēng)格相一致的人機(jī)交互界面。 因此，本系統(tǒng)采用的非模式對(duì)話框，這種好處非常明顯，因?yàn)樵诘玫脚缮Ｐ颓耙蜷_已有模型，而且要讓程序得到內(nèi)存中的當(dāng)前 模型，如果是模式窗口的話，控制了焦點(diǎn)，使得打開的模型不能顯示特征樹，就是不能成為當(dāng)前模型，必須關(guān)閉一次對(duì)話框后才能使得模型成為當(dāng)前模型，才能使得程序得到它的參數(shù)標(biāo)識(shí)，更新模型得到派生模型。 int MenuActFn2() { // AfxMessageBox(Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序成功運(yùn)行 !,MB_OK)。 } 對(duì)話框主體功能設(shè)計(jì) void xiechiyuanzhuchilun::OnButton1() //導(dǎo)入模型 // { // TODO: Add your control notification handler code here ProError stau。 if(iRadio==IDC_RADIO_Z) ProStringToWstring(path,D:\\gear\\prt\\)。 stau=ProMdlNameGet(mdl,w_name)。 } void xiechiyuanzhuchilun::OnButton2() //更新 模型 // { // TODO: Add your control notification handler code here CString show。 // 讀取 pro數(shù)據(jù)，更新模型 ProMdl model。 //獲得當(dāng)前模型 status=ProMdlCurrentGet(amp。 ProStringToWstring(ParamName_b,B)。 ProStringToWstring(ParamName_c_n,C_N)。 if (status!=PRO_TK_NO_ERROR) return。 //wchar_t *ParamName。 MessageBox(show,提示 ,MB_OK)。w_id)。 stau=ProMdlCurrentGet(amp。 ProPath path。 AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())。在生成的對(duì)話界面單擊鼠標(biāo)右鍵彈出菜單從該菜單中選擇 “屬性 ”項(xiàng)可以設(shè)置對(duì)話框的標(biāo)題等屬性。 使用 MFC（ Microsoft Foundation Class）來設(shè)計(jì)對(duì)話框界面，則要簡(jiǎn)單的多。選中應(yīng)用程序的名稱，單擊 “啟動(dòng) ”按鈕，即可運(yùn)行該應(yīng)用程序。其大致格式如下： 新菜單 //菜單標(biāo)題名 新菜單 新菜單 按鈕一 //菜單按鈕名 1 按鈕一 按鈕一 按鈕二 //菜單按鈕名 2 按鈕二 按鈕二 …… 本 系統(tǒng) 菜單文件部分內(nèi)容如下： 齒輪 齒輪 齒輪 直齒圓柱齒輪 直齒圓柱齒輪 直齒圓柱齒輪 直齒圓柱齒輪 1 直齒圓柱齒輪 1 直齒圓柱齒輪 1 斜齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 斜齒圓柱齒輪 1 斜齒圓柱齒輪 1 斜齒圓柱 齒輪 1 …… 最終得到菜單結(jié)構(gòu)如圖 41所示： Pro/TOOLKIT程序的注冊(cè)運(yùn)行程序 1） 應(yīng)用程序的注冊(cè) 注冊(cè) Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序是指將 Pro/TOOLKTT應(yīng)用程序文件的信息提供給 Pro/E。//創(chuàng)建部分對(duì)話框類指針 …… ex_ntern C int user_initialize()//初始化函數(shù) { …… ProStringToWstring(MsgFile， )。若設(shè)置為 NULL，將該菜單項(xiàng)添加至菜單的首項(xiàng)或最后一項(xiàng)（取決于 add_after_neighbor 參數(shù)之值）。函數(shù)原型如 下： ProMenubarmenuPushbuttonAdd ( ProMenuItemame parent_menu， ProMenuItemame push_button_name ProMenuItemLabel push_button_label， ProMenuLineHelp one_line_help， ProMenuItemame neighbor， ProBoolean add_after_neighbor， UiCmdCmId action_id ProFileName filename )。 2） ProCmdActionAdd（）函數(shù) 該函數(shù)的功能是設(shè)置 Pro