【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)的菜單可以與User Tools開發(fā)的對話框相互調(diào)用；Menu Script所開發(fā)的菜單與User Tools開發(fā)的對話框可以調(diào)用UI Styler開發(fā)的對話框；Menu Script、User Tools和UI Styler開發(fā)的對話框均可以調(diào)用GRIP程序和API程序。GRIP程序和API程序之間也可以相互調(diào)用。另外，使用UG二次開發(fā)工具必須要設置相應的環(huán)境變量，這樣系統(tǒng)才能找到這些開發(fā)文件，執(zhí)行相應的程序。UIStyler DialogUser ToolsAPIGRIPMenuScript圖31 二次開發(fā)工具關系圖 本課題的目的是以UG為平臺，使用UG二次開發(fā)工具，實現(xiàn)皮帶輪的參數(shù)化設計。在UG界面中就是實現(xiàn)在對話框中輸入皮帶輪的各個參數(shù)，確定后UG系統(tǒng)自動生成對應的實體模型。要達到設計要求，首先必須自定義一個菜單，制作相對應的對話框，使設計者能調(diào)用對應的對話框并輸入所需皮帶輪的參數(shù)。之后更重要的是編寫一定的程序，程序的作用是讀取對話框中的參數(shù)并自動生成所需的實體模型。通過對UG系統(tǒng)中各個二次開發(fā)工具的性能和特點的分析，要實現(xiàn)設計要求有以下幾種方案： （1）在菜單和對話框的基礎上使用GRIP語言編寫生成皮帶輪實體的程序。由二次開發(fā)工具之間的關系我們知道，UG對話框可以調(diào)用GRIP程序。只要能編寫出一個生成皮帶輪實體的程序，我們就可以用編制好的對話框調(diào)用該程序，生成皮帶輪實體，滿足設計要求。在UG/Open GRIP 工具中中擁有豐富的函數(shù)，可實現(xiàn)幾何體的生成、數(shù)據(jù)的存取和分析、變換等一系列功能。因此，使用GRIP完全能編寫出生成皮帶輪實體程序，程序編寫好后使用User Tool工具對程序進行編譯連接，最后生成可被對話框調(diào)用的可執(zhí)行程序。將可執(zhí)行程序放在對應的文件夾里就可實現(xiàn)對話框?qū)Τ绦虻恼{(diào)用，執(zhí)行程序，滿足設計要求。 （2）在菜單和對話框的基礎上使用API語言編寫生成皮帶輪實體的程序。同樣，對話框也能實現(xiàn)對API程序的調(diào)用。只要能編寫出實現(xiàn)皮帶輪建模的API程序，就能實現(xiàn)設計要求。API與GRIP一樣，也具有豐富的函數(shù)。運用該語言可以實現(xiàn)對部件保存、打開等基本操作、對表達式的操作、裝配體操作、工程圖的生成和控制等功能，可以滿足生成皮帶輪實體的程序的編寫。此外，API語言借助C++來編寫程序，借助C++強大的編程功能，編寫API程序比GRIP更加靈活、更加的簡單使用，還能滿足更多的編程要求。在C++中編寫好相應的程序后編譯程序，將生成的可執(zhí)行程序（.dll）放在對應的文件夾下，就可以實現(xiàn)對話框?qū)Τ绦虻恼{(diào)用和執(zhí)行，滿足設計要求。 （3）基于三維模型的參數(shù)化程序設計。該方法采用三維模型與程序控制相結合的方式，在創(chuàng)建好三維模型的基礎上，根據(jù)部件的設計要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設計參數(shù)。參數(shù)化程序針對該部件的設計參數(shù)進行編程，實現(xiàn)設計參數(shù)的查詢、修改，根據(jù)新的參數(shù)值更新模型從而實現(xiàn)設計變更。其中程序的編寫是使用API語言的表達式功能。在本課題中，采用這種方案具體方法是先新建一個部件，在建模模塊下寫好表達式，然后使用表達式繪出皮帶輪的三維實體，并確保實體模型應隨著表達式的值變化而變化。建好模型后，編寫菜單和對話框，然后在C++上用API語言進行編程，程序應把對話框和模型聯(lián)系起來，將對話框中輸入的值傳遞到模型的表達式中，并更新程序。這樣，當在對話框中輸入皮帶輪的設計參數(shù)后，運行程序，原來的皮帶輪部件就會按新的表達式數(shù)據(jù)重生成模型，這樣就得到了設計所需要的皮帶輪實體模型。將新生成的部件另存，保留原部件，這樣就可以隨時生成需要的皮帶輪了。 UG二次開發(fā)工具的功能非常強大，要實現(xiàn)本課題目的應還有其他方案，在這里只列舉了這三個常用方案。 方案選擇 比較上述三個方案，有一個共同點就是都使用了菜單技術和對話框技術。這是為了在設計皮帶輪時設計者能在UG界面下直接輸入對應的參數(shù)，使該模塊更加直觀，方便設計者使用。這三個方案中，前兩個都是使用編寫程序來繪制皮帶輪實體，程序比較復雜；最后一個是建立模型后將對話框中數(shù)值傳遞到表達式，程序較簡單。皮帶輪是較復雜的實體部件，精度要求也比較高，要創(chuàng)建皮帶輪實體比較麻煩。前兩種方案中，都是用程序來編寫整個皮帶輪實體創(chuàng)建過程，這要涉及到的函數(shù)非常多，程序煩瑣，出現(xiàn)錯誤時不容易修改和維護。此外，在畫皮帶輪過程中需要修剪、變換許多曲線，這在程序中很難做到。如果要使用前兩種方案，需要深入學習GRIP和API這兩種語言，需要花費很多時間。而第三種方案是直接在UG界面上畫實體模型，可以直接對各種特征進行編輯、修改曲線，相對于前兩種方案來說更直觀、更容易。不過要注意的是在第三種方案中，在畫皮帶輪實體過程中要注意應保證所畫出的實體模型應能隨著表達式中的值的變化而變化。不過在UG界面下比程序中繪制參數(shù)化皮帶輪模型要直觀、容易的多。在編寫程序方面，最后一種方案只需寫一些數(shù)值的傳遞的程序，使用的函數(shù)少，程序簡單，易于發(fā)現(xiàn)錯誤和修改調(diào)試。同時，如果能夠?qū)崿F(xiàn)，前兩種方案所得的皮帶輪設計模塊使用起來要比第三種方案方便。由于畢業(yè)設計時間不長，而且之前沒有接觸過有關二次開發(fā)的知識，在短時間內(nèi)無法深入學習GRIP和API的知識，前兩種方案很難實現(xiàn)。第三種方案最為簡單，也最有可能在規(guī)定時間內(nèi)完成設計任務，達到設計目的。綜合比較這三種方案，最終選擇第三種方案作為本次設計方案。 利用二次開發(fā)工具制作系統(tǒng)菜單 設置系統(tǒng)環(huán)境變量 雖然各種菜單的制作方法，在結構、內(nèi)容和開發(fā)過程上有一定的差異，但是在整個構建過程中有其共性和相同的部分,就是菜單制作之前應先設置系統(tǒng)環(huán)境變量。設置了系統(tǒng)環(huán)境變量，UG才能找到開發(fā)內(nèi)容所在目錄。系統(tǒng)環(huán)境變量設置方法有以下兩種：方法一：打開$UG_BASE_DIR/(該文件包含Unigraphics系統(tǒng)的全部環(huán)境變量及系統(tǒng)路徑定義)，找到下面兩條語句：UG_VENDOR_DIR=${UGALLIANCE_DIR}/vendor和UG_SITE_DIR= ${UGALLIANCE_DIR}/site。將它們前面的注釋符號“”刪除，以使它們起作用。這兩條語句其實指明了供用戶放置二次開發(fā)文件的目錄。在Unigraphics初始安裝時，它們不起作用，當刪除了“”號后，UG/OPEN才能從這些目錄下得到二次開發(fā)的功能擴展。這兩個目錄的功能和結構是完全相同的，下面都有startup和application兩個目錄。其中startup存放Unigraphics啟動時需載入的動態(tài)共享庫(以ufsta())及菜單腳本文件(.men)；application目錄存放具體的功能擴展程序文件(如應用模塊的功能擴展共享庫( .dl1)及對話框資源文件( .dlg))。Unigraphics下設置的這兩個目錄是為不同等級的開發(fā)者提供的，vendor目錄下放置Unigraphics指定的開發(fā)商的二次產(chǎn)品，site目錄下存放其余開發(fā)者的產(chǎn)品。因此vendor目錄下同類內(nèi)容的文件要比site目錄下的優(yōu)先載入。此外，是用來設置用戶自己二次開發(fā)內(nèi)容的目錄：UG_USER_DIR =${HOME}，同樣將其前面的“”號刪除，并在其后使用用戶自己的目錄替換${HOME}。例如，UG_USER_DIR=E:\ugapi，在此目錄下也必須建立目錄startup和application，存放的內(nèi)容和site及vendor下的startup、application一樣,不過它的優(yōu)先級更低[13]。 方法二：打開UG安裝目錄UGⅡ_BASE_DIR\ UGⅡ\（用記事本打開），在文件最后添加開發(fā)的文件夾的絕對路徑。在添加的文件里建立兩個子目錄：startup和application ，分別用來放置開發(fā)的各種文本文件（.men文件）、動態(tài)庫文件和對話框文件。 上述兩種方法中第二種方法較簡單方便，本課題采用第二種方法。打開UG安裝目錄UGⅡ_BASE_DIR\ UGⅡ\，在文件最后添加開發(fā)的文件夾的絕對路徑E:\pidailun。在E:\pidailun文件夾下建立startup和application兩個子目錄。 制作菜單 本課題涉及到三個皮帶輪的參數(shù)化設計，因此應在一個主菜單下建立四個子菜單。在F:\pidailun\，代碼如下：VERSION 120 //菜單腳本文件的版本信息EDIT UG_GATEWAY_MAIN_MENUBAR //編輯UG系統(tǒng)菜單文件BEFORE UG_HELP //定義菜單位于“幫助”菜單前CASCADE_BUTTON PIDAILUN //主菜單按鈕名LABEL 皮帶輪參數(shù)化設計 //主菜單標題END_OF_BEFORE //結束BEFORE定義MENU PIDAILUN //定義主菜單BUTTON SHIXIN_PIDAILUN //第一個子菜單名LABEL 實心式皮帶輪 //第一個子菜單標題ACTIONS //第一個子菜單的響應BUTTON FUBAN_PIDAILUN //第二個子菜單名LABEL 腹板式皮帶輪 //第二個子菜單標題ACTIONS //第二個子菜單的響應BUTTON KONGBAN_PIDAILUN //第三個子菜單名LABEL 孔板式皮帶輪 //第三個子菜單標題ACTIONS //第三個的子菜單響應BUTTON TUOYUANLUNFU_PIDAILUN //第四個子菜單名LABEL 橢圓輪輻式皮帶輪 //第四個子菜單標題ACTIONS //第四個子菜單的響應END_OF_MENU //結束菜單的定義運行結果如圖32所示：在菜單的基礎上，可以制作工具欄，這樣可以在工具欄點相對應的工具來直接調(diào)用對話框。工具欄是一種快速激活相關命令的工具按鈕的集合。在UG中，使用菜單工具可以制作工具欄。，每個工具欄按鈕名稱應與菜單文件中相應按鈕的名稱相同，工具欄按鈕圖標所對應的位圖文件，應放置在相應的application文件夾下。工具欄文件寫好后，應放在對應的stratup文件夾中。編寫的工具欄文件如下：TITLE 皮帶輪 //工具欄標題VERSION 160 //工具欄文件的版本信息DOCK NO //工具欄導入時是浮動的BUTTON SHIXIN_PIDAILUN //實心皮帶輪對應按鈕的名稱LABEL 實心皮帶輪 //工具欄按鈕的標題BITMAP //實心皮帶輪對應按鈕圖標BUTTON FUBAN_PIDAILUN //腹板皮帶輪對應按鈕的名稱LABEL 腹板皮帶輪 //工具欄按鈕的標題BITMAP //腹板皮帶輪對應按鈕圖標BUTTON KONGBAN_PIDAILUN //孔板皮帶輪對應按鈕的名稱LABEL 孔板皮帶輪 //工具欄按鈕的標題BITMAP //孔板皮帶輪對應按鈕圖標BUTTON TUOYUANLUNFU_PIDAILUN //橢圓輪輻皮帶輪對應按鈕的名稱LABEL 橢圓輪輻皮帶輪 //工具欄按鈕的標題BITMAP //橢圓輪輻皮帶輪對應按鈕圖標生成的工具欄調(diào)用后的效果圖如下：第4章 實心皮帶輪的參數(shù)化設計 數(shù)學模型實心式皮帶輪是較為規(guī)則的一類關于其中心軸回轉(zhuǎn)類零件，由于其結構簡單，所以提取參數(shù)也很簡單。主要涉及以下參數(shù)：（1） 輪槽數(shù)z 這是帶輪的一個基本參數(shù)，一般可根據(jù)設計載荷、功率、轉(zhuǎn)速等機械設計需要來決定。（2）配合軸孔徑 d 這個參數(shù)是固定皮帶輪的軸的直徑，其選擇取決于設計需要，例如：工程實際中有很多帶輪直接連接在電機上的情形，這時，d就取成電機輸出軸的直徑。（3）基準直徑 基準直徑主要用來和d進行比較以確定帶輪的類型，其為選定參數(shù)。 （4）輪槽截面尺寸： （為表達方便，UG中用angle表示）、e、f、等主要根據(jù)選定的槽型來選取。( 5)鍵槽的尺寸參數(shù)：鍵深入輪彀的尺寸用 jianshen表示，鍵槽寬度用jiankuan表示，二者取值根據(jù)與皮帶輪相配合的軸的直徑。 皮帶輪的其他參數(shù)還有輪緣寬B、輪輻寬L、輪彀直徑d輪的最大外形尺寸，其參數(shù)間的關系如下：d1=(~2) d,這里選取d1=2d，當時，L=B，取比較值為L=2d=+ 實心皮帶輪三維建模 實心式皮帶輪的建模方法很多，這里僅比較兩種： 方法一：用特征建模的方法，帶輪由輪緣、輪輻、輪彀三部分組成，且都可近似看成圓柱體，通過此操作后將三部分取布爾“并”運算即可得實體模型，再草圖做輪槽和實體做布爾“減”運算后可以得到一個輪槽，最后“陣列”輪槽特征即可得到結果。 方法二：草圖約束的方法：經(jīng)過上述數(shù)學模型分析知