【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 D/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位， Pro/Engineer 作為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的 CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式， 用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。 Pro/E 基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。 Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 參數(shù)化技術(shù)的研究有著漫長(zhǎng)的歷史，而構(gòu)造基于約束的設(shè)計(jì)系統(tǒng)一直是人們追求的目標(biāo)，以使設(shè)計(jì)對(duì)象能隨著設(shè)計(jì)的不斷深入，可以逐步施加和修改約束，直至產(chǎn)生最后的形體。 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是新一代智能化、集成化 CAD 系統(tǒng)核心技術(shù)之一，也是當(dāng)前 CAD技術(shù)的研究熱點(diǎn)，已經(jīng)形成了諸如變量幾何和幾何推理等多種方法。根據(jù)用戶需求不同，模型參數(shù)化有：二維圖形參數(shù)化、三視圖參數(shù)化和三維特征參數(shù)化等三種形式嘲。其中基于特征的參數(shù)化技術(shù)可以提供很完整的工程信息和靈活的建模操作而成為重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)輔助手段。目前參數(shù)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于三維設(shè)計(jì)軟件中，能否實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)也成為評(píng)價(jià) CAD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。而國(guó)內(nèi)基于商業(yè)軟件二次開發(fā)的參數(shù)化設(shè)計(jì)大都處于研究階段，還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng) 用。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的相關(guān)思想包括： （ 1）參數(shù)化設(shè)計(jì) 相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。 （ 2）基于特征建模 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 Pro/E 是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 （ 3）單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全 相關(guān)） Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不像一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變， NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè) 計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 CAD技術(shù)的發(fā)展 CAD技術(shù)起步于 50年代后期。 60年代隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，在計(jì)算機(jī)屏幕上繪圖變?yōu)榭尚校?CAD技術(shù)開始迅速發(fā)展。 CAD技術(shù)以二維繪圖為主要目標(biāo)的算法，直持續(xù)到 70年代末期，至那時(shí)起 CAD開始實(shí)用化，以后的 CAD技術(shù)作為一個(gè)分支而相對(duì)獨(dú)立、平穩(wěn)地發(fā)展。 參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用，使它在 90年代前后幾乎成為 CAD業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。但參數(shù)化技術(shù)亦尚有一些不足之處。首 先，“全尺寸約束”這一硬性規(guī)定就干擾和制約著設(shè)計(jì)者創(chuàng)造力和想象力的發(fā)揮。于是一種以參數(shù)化技術(shù)為藍(lán)本，比參數(shù)化技術(shù)更先進(jìn)的實(shí)體造型技術(shù)即變量化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。變量化造型的技術(shù)特點(diǎn)是保留了參數(shù)化技術(shù)基于特征、全數(shù)據(jù)相關(guān)，尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改的優(yōu)點(diǎn)，但在約束定義方面做了根本性改變。它的指導(dǎo)思想是：設(shè)計(jì)者可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計(jì)方式，允許采用不完全尺寸約束，因?yàn)橄到y(tǒng)分擔(dān)了很多繁雜的工作，因此只給出必要的設(shè)計(jì)條件，在這種情況下仍能保證設(shè)計(jì)的正確性及其效率性。它的成功應(yīng)用，為 CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機(jī)遇。 CAD技 術(shù)的發(fā)展歷程說(shuō)明， CAD技術(shù)一直處于發(fā)展和探索之中，并將繼續(xù)發(fā)展下去。正因?yàn)槿绱?，才造就了今?CAD技術(shù)的興旺與繁榮，在高速發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)中起到重要的作用。 2． 3． 2 國(guó)內(nèi) CAD技術(shù)的發(fā)展 我國(guó)的 CAD技術(shù)盡管在研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用等方面起步比較晚，卻也取得了一定的成績(jī)，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無(wú)論在開發(fā)還是應(yīng)用的廣度與深度方面，仍存在較大差距我國(guó)的 CAD技術(shù)雖起步于 60年代末，幾乎與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家同步，但資金投入不足及蘇長(zhǎng)文：盤式制動(dòng)器的參數(shù)化設(shè)計(jì) 12 軟件商業(yè)化程度低的原因?qū)е铝?CAD基礎(chǔ)理論相對(duì)落后。在參數(shù)化技術(shù)方面， 我國(guó)仍處于不斷完善二維圖形參數(shù)化技術(shù)階段，而歐美已出現(xiàn)較為成熟的三維參數(shù)化 CAD軟件系統(tǒng)，它們利用其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)基本占領(lǐng)了國(guó)際市場(chǎng)和一部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)自主版權(quán)的 CAD軟件如高華 CAD，電子圖板 CAXA，開目 CAD等軟件技術(shù)含量相對(duì)較低，主要面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，提供操作簡(jiǎn)便的二維工程圖設(shè)計(jì)平臺(tái)。 CAD技術(shù)的應(yīng)用可以起到提高企業(yè)的設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短設(shè)計(jì)周期等的作用，經(jīng)過(guò)多年的投入和推廣，我國(guó) CAD技術(shù)已經(jīng)基本廣泛應(yīng)用在機(jī)械、電子、航空、建筑等行業(yè)。概括來(lái)說(shuō)，我國(guó) CAD技術(shù)的差距主 要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： (1)具有自主版權(quán)和設(shè)計(jì)功能的 CAD應(yīng)用軟件較少； (2)自主開發(fā)的 CAD 應(yīng)用軟件商品化程度較低； 研究課題 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展， CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航天、化工、建筑等行業(yè)，起到了提高企業(yè)設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短設(shè)計(jì)周期、加強(qiáng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用。隨著我國(guó) CAD應(yīng)用工程的普及和推廣， CAD技術(shù)己在許多企業(yè)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。傳統(tǒng)的二維 CAD軟件正逐漸被三維 CAD軟件所替代。三維造型設(shè)計(jì)取代二維 平面設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。一方面，二維 CAD系統(tǒng)對(duì)減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)更改方面有較大局限性，而且難以表達(dá)復(fù)雜形狀的零件尤其是具有復(fù)雜曲面的零件。另一方面，三維造型在可視化設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、加工仿真以及有限元分析等方面有著平面設(shè)計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。因此三維 CAD系統(tǒng)如 Pro／ E、 UG、Solidworks等目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 通過(guò) CAD軟件的二次開發(fā)工具可以把商品化、通用化的 CAD系統(tǒng)用戶化、本地化，即以 CAD系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺(tái)，在軟件開發(fā)商所提供的開發(fā)環(huán)境與編程接口基礎(chǔ) 之上，根據(jù)自身的技術(shù)需要研制開發(fā)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和適合企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的用戶化、專業(yè)化、知識(shí)化、集成化軟件，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品研發(fā)的效率。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就是其重要應(yīng)用之一，參數(shù)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)及專用 CAD系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價(jià)值，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，能夠減少重復(fù)勞動(dòng)，提高設(shè)計(jì)效率，符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。減速器作為機(jī)械傳動(dòng)裝置應(yīng)用廣泛，其結(jié)構(gòu)的相似性與設(shè)計(jì)的重復(fù)性適合于進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。 課題研究?jī)?nèi)容 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 本課題主要完成基于 Pro/E 三維造型技術(shù)進(jìn)行盤式制動(dòng)器參數(shù)化設(shè)計(jì)。通過(guò)引入 基于 Pro/E 特征的參數(shù)化造型思想，建立制動(dòng)器典型的零部件模板庫(kù)，模型設(shè)計(jì)計(jì)算完成后，通過(guò)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)從而得到所需的制動(dòng)器模型 課題研究方法 課題使用的研究方法是參數(shù)化設(shè)計(jì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)也叫尺寸驅(qū)動(dòng)，是 CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使 CAD 系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)即是在設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式是確定的，它需要根據(jù)某些具體的條件和具體的參數(shù)來(lái)決定產(chǎn)品某一結(jié)構(gòu)形式下的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而設(shè)計(jì)出不同規(guī)格的產(chǎn)品。 課題研究意義 由于商用軟件的通用性考 慮，不會(huì)過(guò)多考慮在設(shè)計(jì)具體機(jī)械產(chǎn)品時(shí)的高效性問(wèn)題，也不可能過(guò)多關(guān)注具體機(jī)械產(chǎn)品的特殊性、細(xì)節(jié)