【正文】 ⑥ 軸孔的生成 ，如圖 318 所示 ⑦ 畫鍵槽并添加關(guān)系 ，如圖 317： sd1=*sd2 sd0=h sd2=b1 ⑧ 最終模型如圖 319所示。 如圖 46所示。 （ 5）創(chuàng)建一個齒槽輪廓實體 通過 “拉伸 ”“去除材料 ”方式創(chuàng)建 一個齒槽輪廓實體： ① 通過 “拉伸 ”“去除材料 ”方式創(chuàng)建 ； ② 選 FRONT面為草繪平面； ③ 進入草繪后，采用 “通過邊創(chuàng)建圖元 ”工具，分別選取齒頂圓、齒根圓及兩條漸開線， 且在兩漸開線與齒根圓之間創(chuàng)建倒圓角，修剪多余線條后由此圍成一個封閉線框即為所畫的截面圖形（如圖 315所示）。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， 相對DTM1偏移一個角度為 360/（ 4*z），并添加相應的關(guān)系式， 完成 “DTM2”的創(chuàng)建 。 圖 311 草繪四個圓 圖 312 生成漸開線 （ 4）鏡像漸開線 在工具欄內(nèi)依次單擊 和 按鈕，完成點 “PNT0”和軸 “A_1”的創(chuàng)建。在菜單上 單擊 “工具 ”→“ 參數(shù) ”命令，系統(tǒng)彈出 “參數(shù) ”窗口，依次添加齒輪參數(shù)，如圖 310 所示。 1） 漸開線直齒 圓柱齒輪 的基本參數(shù)設(shè)計 模數(shù) M、齒數(shù) Z、壓力角 ALPHA、齒寬 B、齒輪齒頂高系數(shù) H_N、頂隙系數(shù) C_N、變位系數(shù) X_N、 軸孔 直徑 DK。因此，設(shè)計變量的應用，使得標準件模型庫建立的繁雜工作變得簡單了。對標準件來說，其結(jié)構(gòu)尺寸均己標準化、系列化，國家標準對其有著明確的規(guī)定。當改變參數(shù)時，幾何關(guān)系保持不變。 目前主要有兩種參數(shù)化 建模方法：尺寸參數(shù)化和結(jié)構(gòu)參數(shù)化，尺寸參數(shù)化是指零部件的大小可以改變而形狀不能改變，例如眾多軟件系統(tǒng)中的基本圖元，而結(jié)構(gòu)參數(shù)化是指既可以改變大小也可以改變形狀，建模過程中根據(jù)實際需要可選擇尺寸參數(shù)化或結(jié)構(gòu)參數(shù)化造型。 2)基于特征的參數(shù)化設(shè)計 基于特征的參數(shù)化設(shè)計將基于特征的設(shè)計和參數(shù)化設(shè)計有機的結(jié)合起來，使用較完整的帶有語義的特征描述方式，使特征本身就包含參數(shù)化變動所需的成員變量和成員函數(shù)，將面向?qū)ο蟮募夹g(shù)應用于特征的描述，在造型中使用參數(shù)化，隨時調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸，并因此帶動特征自身的變動，實現(xiàn)產(chǎn)品基于特征的參數(shù)化設(shè)計。上面幾種方法目前應用較為廣泛，但幾何推理法采用謂詞描述約束，而且采用專家系統(tǒng)進行推理求解，效率低，難以滿足交互繪圖的要求。 參數(shù)驅(qū)動中約束方程的求解或尺寸鏈的推導是難點，如何保證在各種情況下都得到穩(wěn)定的解，尚未得到完全的解決。尺寸約束可表征為一組基本參數(shù)且具有與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次相對應的層次性。尺寸約束則為特征 /幾何元素間相對位置的定量表示，如各種距離、兩線夾角、圓的半徑等。 產(chǎn)品的幾何約束主要包括拓撲約束和尺寸約束兩方面。所謂幾何約束就是要求幾何元素之間必須滿足某種特定的關(guān)系。功能約束是對產(chǎn)品所能完成的功能的描述；結(jié)構(gòu)約束是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度等的表示；制造約束是對制造資源環(huán)境和加工方法的表達。 設(shè)計過程可視為約束滿足的過程，設(shè)計活動本質(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行約束求解 。 1)參數(shù)化設(shè)計的理論方法 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以約束造型為核心，以尺寸驅(qū)動為特征，允許設(shè)計者首先進行草圖設(shè)計，勾畫出設(shè)計輪廓，然后輸入精確尺寸值來完成最終的設(shè)計。 參數(shù)化設(shè)計是規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計的一種簡單，高效、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品設(shè)計方法。 參數(shù)化設(shè)計一般是指設(shè)計圖形拓撲關(guān)系不變，尺寸形狀由一組參數(shù)進行約束。與傳統(tǒng)的設(shè)計不同，尺寸驅(qū)動的幾何模型可以通過更改尺寸達到更改設(shè)計的目的。 圖 31 齒輪的漸開線輪廓 （ 2）按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸輪，如下圖所示： （ 3）按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪，如下圖所示： 圖 32 圓柱齒輪 圖 33 錐齒輪 圖 34 齒條 圖 35 蝸輪 蝸桿 圖 36 直齒輪 圖 37 斜齒輪 （ 4）按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪，如 圖 39 所示： （ 5）按齒廓曲線可分為漸開線齒輪、擺線齒輪、 圓弧齒輪。而齒輪的齒高已標準化，一般均采用標準齒高。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中，漸開線齒輪占絕對多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。 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?？傊?，為了達到齒輪的各項技術(shù)要求，就要考慮 齒輪各個參數(shù)的改變，這些參數(shù)與齒輪尺寸、形狀、位置之間以各種方程式關(guān)聯(lián)，每個參數(shù)的改變都會引起齒廓形狀的改變。 圖 28 工程設(shè)置連接選項輸入設(shè)置 C/C++選項 置 圖 29 工程設(shè)置連接選項自定義 設(shè)置 C/C++選項 置 3 基于 Pro/E 的齒輪類零件三維參數(shù)化建模 齒輪零件的特征描述 齒輪的基本參數(shù) 我們利用漸開 線方程生成齒輪的一個齒廓 , 當用極坐標來表示漸 開線時 , 其方程式為： 式中 αk 為漸開線在點 K 的壓力角 , θk 為展角 ，如圖 31所示： 普通的漸開線齒輪有 7 個基本參數(shù)影響齒輪的形狀和尺寸：模數(shù) m，齒數(shù) z ，壓力角alpha，齒頂高系數(shù) ha*，頂隙系數(shù) c*，變位系數(shù) x*，螺旋角 beta。 ③ 選擇連接選項卡，在輸入下的忽略庫下添加 ，如圖 28 所示，添加圖中紅色區(qū)域的文件名，點擊確定。 （ 3） 設(shè)置連接所需庫文件 ① 選擇工程 → 設(shè)置菜單，選擇 “C/C++”，在常規(guī)下的預處理程序定義：項下添加PRO_USE_VAR_ARGS，如圖 26 所示，添加圖中紅色區(qū)域的文件名，點擊確定。步驟如下： （ 1） 設(shè)置包含文件路徑， 打開 VC++，從菜單上選擇工具 → 選項，彈出選項對話框中選擇目錄選項卡，在目錄 [S]：下選擇 include files，添加 Pro/TOOLKIT的 頭文件，如圖 24所示，添加 紅色區(qū)域的路徑 。 采用 VC++ Pro/TOOLKIT調(diào)試有兩種方法，一種是根據(jù) Make file文件直接編譯和調(diào)試；另一種則不需要編寫 Make file文件直接由 VC++ Pro/TOOLKIT應用程序項目，并進行編譯和連接等工作。 VC++ 編譯和鏈接設(shè)置 Makefile 文件是用來指定源文件如何進行編譯和鏈接，并最終生成可執(zhí)行文件或 dll文件，因此，可以根據(jù) Makefile 內(nèi)容進行編譯和鏈接工作。其函數(shù)原型為： ex_ntern C Int user_terminate() { AFX_N_MANAGE_STATE (Afx_nGetStaticModuleState())。本系統(tǒng)中，應用程序調(diào)用大量 Pro/TOOLKIT函數(shù)，這些函數(shù)都必須擁有各自的頭文件才能確保系統(tǒng)的正常運行。前者是系統(tǒng)所要求的初始化部分和終止部分，后者是完成應用程序預定功能的一個或多個 CPP源程序。 圖 21 創(chuàng)建 MFC動態(tài)鏈接庫 圖 22 MFC App Wizard 對話框 Pro/TOOLKIT程序 設(shè)計 在 VC應用程序設(shè)計向?qū)ё詣觿?chuàng)建的程序框架上添加必要的函數(shù)代碼、增加新的 CPP源文件以及新的資源，才能構(gòu)成一個完整的 Pro/TOOLKIT應用程序。單擊完成按鈕。在工程名稱編輯框中輸入要創(chuàng)建的工程名稱： gear，在位置編輯框中描述的是放該工程文件的路徑 ： D： ，如圖 21所示。 DLL 模式的基本框架。本課題采用的為同步模式。同步方式中應用程序必須由 Pro/E 根據(jù)注冊文件的信息來啟動；而異步模式中應用程序則可以脫離 Pro/E啟動，它可以有自己的 main()函數(shù)，應用程序啟動后會自動連接到 Pro/E 上，啟動的異步應用程序并不會出現(xiàn)在輔助應用程序?qū)υ捒蛑?。因此，在沒有特殊情況時，盡量選用同步模式。在異步模式中使用遠程過程調(diào)用 (Remote Procedure Calls)作為 Pro/E 與應用程序的通信方式。但是不管使用哪種開發(fā)模式都應該切換到 DLL 模式，因為在 DLL 模式下程序執(zhí)行的更好一些，而且不同的模式有不同的并發(fā)癥，故應該以 DLL 模式測試成功才可行?？刂瓶傇趦蓚€線程之間轉(zhuǎn)換，總是有一個線程在等待。多線程模式的優(yōu)點在于，能夠用源代碼調(diào)試器運行程序，無需將整個 Pro/E 執(zhí)行程序加載到調(diào)試器中，易于調(diào)試和發(fā)現(xiàn)錯誤。在 DLL 模式， Pro/TOOLKIT應用程序和 Pro/E 的信息交換是通過直接的函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)；在多線程模式，是通過進程內(nèi)信息系統(tǒng)在兩個線程間模擬函數(shù)調(diào)用，在兩個進程間傳 遞函數(shù)的識別信息及其參數(shù)。當編譯 C 源代碼并將其與 Pro/TOOLKIT 庫連接時，就會創(chuàng)建一個在 Pro/E 啟動時連接到 Pro/E 中的目標庫文件，就象是 Pro/E 本身的程序一樣，這種方法稱為 “DLL模式 ”。 1） 同步模式 同步模式包括兩種模式，動態(tài)連接庫 (Dynamic Link Library， DLL)模式和多線程模式 (Multi Process Mode)。 Pro/TOOLKIT 支持在 Windows2021/NT/X_NP 操作系統(tǒng)中使用 C 和 C++語言設(shè)計程序，采用 VC++ 作為編譯器和連接器，并可以在 VC++ 的集成環(huán)境下完成程序的設(shè)計、調(diào)試和編譯。不僅如此，還可以利用 Pro/TOOLKIT 提供的用戶界面對話框、菜單以及 VC++ 的可視化界面技術(shù)，設(shè)計出方便實用的人機界面，從而大大提高系統(tǒng)的使用效率。其主要目的是讓用戶或第三方通過 C 程序代碼擴充 Pro/E 系統(tǒng)的功能，開發(fā)基于 Pro/E 系統(tǒng)的應用程序模塊，從而滿足用戶的特殊 要求。利用 Pro/E自帶的 開發(fā)工具 Pro/TOOLKIT，并且選用動態(tài)鏈接庫 (DLL)的同步模式，進行 Pro/E軟件的二次開發(fā)。這對要求基于 Pro/E 開發(fā)出可視化界面二次開發(fā)工作來說是一個很好的開發(fā) 環(huán)境。根據(jù)課題要求，選擇了采用 VC++高級程序語言作為使用語言。由于在 VC++中可以方便使用對話框 (Dialog)、位圖 (Bitmap)、菜單 (Menu)等工 具箱，編程人員只需編寫少量的代碼就可以設(shè)計出界面友好、方便用戶使用的程序，因而可以大大提高系統(tǒng)開發(fā)的效率。在可視化設(shè)計階段，編程者使用 VC++工具箱來定制所需的用戶界面。VC++的 AppWizard 可以為很大一部分類型的程序提供框架代碼，用戶不需要書寫代碼，只需要幾個按鈕就可以生成一個完整的可以運行的程序。 VC++是運行于 Windows 上的交互式可視化集成開發(fā)環(huán)境，是美國 Microsoft Visual Studio 的一部分。 2) Visual C++ Visual C++是新一代面向?qū)ο蟮?、可視化的程序設(shè)計工具。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械產(chǎn)品解決方案，包括工業(yè)設(shè)計、機械設(shè)計、模具設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工制造、機構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理，甚至包括了產(chǎn)品生命周期，是多項技術(shù)的集成產(chǎn)品。 Pro/E 作為三維造型設(shè)計系統(tǒng)，是一套由設(shè)計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，其功能強大，用途廣泛，是新一代 CAD/CAM 系統(tǒng)軟件。 1) Pro/E Pro/E 軟 件是美國 PTC 公司 (Parametric Technology Corporation)的產(chǎn)品，是一種單一數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、標準的基于特征的建模技術(shù)以及獨特的全相關(guān)技術(shù)的機械設(shè)計自動化軟件。第一種方法速度較慢 , 可以在調(diào)試程序、輸入變量的時候使用 。 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 , 選擇每項參數(shù)的名稱 , 并逐項修改 。 4)輸入 特征參數(shù) 將已定義好的參數(shù)輸入零件設(shè)計列表的 “輸入部分 ”,并在關(guān)系定義部分定義出與零件各部分尺寸之間的對應關(guān)系 , 同時還可在關(guān)系定義部分定義同一零件不同尺寸的相互約束關(guān)系。這2 種關(guān)系綜合在一起就體現(xiàn)了外部參數(shù)和零件上被約束尺寸的關(guān)系。在復雜模型上 , 則需要找出尺寸間的 2 種對應關(guān)系 : 即內(nèi)部標識尺寸和外部模型上各個數(shù)值之間的對應關(guān)系 。一個特征往往有多種創(chuàng)建方法 , 在設(shè)計時必須考慮好如何表達該特征與其它特征的關(guān)系。 另一種是模型內(nèi)部特征之間的內(nèi)部約束關(guān)系 , 它是指零件的幾何元素之間約束關(guān)系 , 例如 : 平行、垂直、相切、同心等。為使所建立的模型盡量反映零件的基本特征 ,一些不重要的或不具有普遍性的細節(jié)，如倒角等可省略，以免加大參數(shù)化的工作量。 （ 3）給齒輪在機械設(shè)計、制造及 CAE中帶來很大方便。使用 Pro/E進行的齒輪參數(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。 以 Pro/E為開發(fā)平臺 ， 開發(fā)齒輪三維參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng) , 只需 改變齒輪的相關(guān)參數(shù) ,如齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒寬等 , 系統(tǒng)即可自動實現(xiàn)齒輪的設(shè)計變更 , 提高了設(shè)計效率。