畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-帶輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)

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武漢工業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論 文畢業(yè)設(shè)計(jì)題目: 帶輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 03033317 院 （系） 機(jī)械工程系 專 業(yè) 包裝工程 指導(dǎo)教師 2007 年 6 月武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘 要本論文研究的主要目的是為了有效利用 CAD 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而提高生產(chǎn)效率。介紹了利用 Pro/E 的二次開發(fā)工具包 Pro/Toolkit 和 VC++相結(jié)合對(duì) Pro/E 進(jìn)行二次開發(fā)，采用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)方式實(shí)現(xiàn)三者之間的信息傳遞，從而完成帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、應(yīng)用模塊之間的調(diào)用以及設(shè)計(jì)圖樣的生成顯示。設(shè)計(jì)過(guò)程中探討了設(shè)計(jì)資料程序化處理、帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算、模型驅(qū)動(dòng)、三維參數(shù)化建模等技術(shù)問(wèn)題。在完成系統(tǒng)開發(fā)和注冊(cè)后，只要輸入帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)完成帶輪的設(shè)計(jì)以及帶輪零件實(shí)體圖形的生成。這種方法的整個(gè)設(shè)計(jì)界面友好，且便于操作，設(shè)計(jì)的零件能夠很好的滿足設(shè)計(jì)精度和強(qiáng)度要求。關(guān)鍵詞：Pro/E；二次開發(fā)；參數(shù)化；帶輪武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IIAbstractIn this study, the main purpose is to the effective use of CAD technology, the parts of parametric design, thereby enhancing production efficiency. Introduced to the use of Pro/E of the Second Development Kit Pro/Toolkit and VC + + combination of Pro/E for the second development, dynamic link library achieved between the transmission of information, thus completing the pulley design, application module between the call and the production design drawings show. The design process of design information processing procedures, pulley design, model-driven, 3D parametric modeling, and other technical issues. The completion of systems development and registration, as long as the importation of the driving pulley design parameters, system will automatically complete the design and pulley pulley parts of the entities generated graphics. This method of the entire design interface is friendly and easy to operate. designed components can be designed to meet very good accuracy and strength requirement.Keywords：Pro/E；Secondary Development；Parametric；Pulley武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)III目 錄摘 要 I英文摘要 ------------------------------------------------------------------------II第一章 緒 論 ---------------------------------------------------------------------11.1 選題的意義 -------------------------------------------------------------------11.2 CAD 技術(shù)概述 -----------------------------------------------------------------21.2.1 CAD 技術(shù)的概念 -------------------------------------------------------------21.2.2 CAD 技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用 -------------------------------------------------21.2.3 CAD 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) -----------------------------------------------31.3 本論文主要工作 ---------------------------------------------------------------4第二章 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境分析 -----------------------------------------------------------52.1 Visual C++基礎(chǔ)知識(shí) -----------------------------------------------------------52.1.1 Visual C++簡(jiǎn)介 ------------------------------------------------------------52.1.2 MFC 簡(jiǎn)介 -------------------------------------------------------------------52.1.3 VC++動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) ------------------------------------------------------------52.2 面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)知識(shí) -----------------------------------------------------------62.2.1 面向?qū)ο蠓椒ê?jiǎn)介 ----------------------------------------------------------62.2.2 面向?qū)ο蠓椒ㄖ谢靖拍?----------------------------------------------------62.2.3 面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)技術(shù) ----------------------------------------------------72.3 Pro/ENGINEER 基礎(chǔ)知識(shí) ---------------------------------------------------------82.3.1 Pro/ENGINEER 簡(jiǎn)介 ----------------------------------------------------------82.3.2 Pro/TOOLKIT 基礎(chǔ)知識(shí) -------------------------------------------------------92.3.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù) -----------------------------------------------------------10第三章 帶輪結(jié)構(gòu)的確定 -----------------------------------------------------------123.1 帶輪簡(jiǎn)介 --------------------------------------------------------------------123.2 確定帶輪的基本結(jié)構(gòu)尺寸 ------------------------------------------------------123.2.1 帶輪的基本參數(shù)及其意義 ---------------------------------------------------123.2.2 帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)尺寸確定及其輸入 -------------------------------------------123.2.3 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 -------------------------------------------------------13第四章 參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法和步驟 ----------------------------------------------------164.1 Pro/TOOKIT 的安裝 ------------------------------------------------------------16武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IV4.2 VC.net 環(huán)境設(shè)置 --------------------------------------------------------------164.2.1 創(chuàng)建 DLL 工程 -------------------------------------------------------------164.2.2 設(shè)置包含頭文件 -----------------------------------------------------------164.2.3 設(shè)置庫(kù)文件環(huán)境 -----------------------------------------------------------174.2.4 設(shè)置庫(kù)文件路徑 -----------------------------------------------------------174.3 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（編寫源文件） ---------------------------------------174.3.1 編寫資源文件 -------------------------------------------------------------174.3.2 編寫程序源文件主框架 -----------------------------------------------------184.4 創(chuàng)建并調(diào)用參數(shù)輸入對(duì)話框 ----------------------------------------------------194.4.1 創(chuàng)建對(duì)話框過(guò)程 -----------------------------------------------------------194.4.2 編輯用戶界面應(yīng)用程序 -----------------------------------------------------204.4.3 添加一個(gè)數(shù)據(jù)接口文件 -----------------------------------------------------204.5 應(yīng)用程序注冊(cè)與運(yùn)行 ---------------------------------------------------------214.5.1 注冊(cè)文件的編寫 -----------------------------------------------------------214.5.2 應(yīng)用程序的注冊(cè) -----------------------------------------------------------214.5.3 應(yīng)用程序的運(yùn)行 -----------------------------------------------------------22結(jié) 論 -------------------------------------------------------------------------25謝 辭 --------------------------------------------------------------------------26參考文獻(xiàn) ------------------------------------------------------------------------27附表 1：V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系列及其對(duì)應(yīng)外徑 -----------------------------------------28附表 2：帶輪鍵槽尺寸的確定 -------------------------------------------------------29附錄 3：GUIINTERFACE.CPP 程序 ----------------------------------------------------30附錄 4：PARAMDLG.CPP 程序 --------------------------------------------------------30附錄 5：MODELVIEW.CPP 程序 -------------------------------------------------------31武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第一章 緒 論1.1 選題的意義當(dāng)今任何一個(gè)國(guó)家，若要在綜合國(guó)力上取得優(yōu)勢(shì)地位，就必須在科學(xué)技術(shù)上取得優(yōu)勢(shì)。90年代以來(lái)，隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支柱的信息技術(shù)的發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)格局發(fā)生了巨大的變化，逐步形成了一個(gè)統(tǒng)一的一體化市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)循環(huán)加大、加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。同時(shí)，工業(yè)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化產(chǎn)品、信息電子產(chǎn)品方向發(fā)展，技術(shù)含量大為增高。這種趨勢(shì)促使企業(yè)在著手進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)把面向產(chǎn)品的創(chuàng)新性、外觀造型、人機(jī)工程等設(shè)計(jì)理念提高到了一個(gè)新的高度，從而也迫切要求對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究能有進(jìn)一步的突破，以提高企業(yè)形象、產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。正因如此，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的研究逐漸受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。特別是近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、多媒體等技術(shù)的發(fā)展，日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求現(xiàn)代化企業(yè)必須低成本高效率的開發(fā)新產(chǎn)品。同時(shí)，新產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期不斷縮短，這樣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中占據(jù)了越來(lái)越重要的地位。企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求程序化，可視化。正應(yīng)如此，CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))，CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)等技術(shù)得到迅速普及和發(fā)展。美國(guó)評(píng)出的最具影響的十大技術(shù)中,CAD/CAM/CAE技術(shù)榜上有名，在為數(shù)眾多的CAD軟件界，由美國(guó)PTC公司的軟件產(chǎn)品Pro/ENGINEER是世界上最成功的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件之一 [1]。其軟件的總體設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)了MDA(Mechanical Design Autom-ation)軟件的新發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化(MDA)方面,Pro/ENGINEER通過(guò)一種獨(dú)特的、參數(shù)化的以及面向零件的3D實(shí)體模型設(shè)計(jì)制作技術(shù),徹底改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，為工程設(shè)計(jì)提供了一條革命性的途徑。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,將大量復(fù)雜而繁瑣的設(shè)計(jì)計(jì)算、圖表查詢等任務(wù)交給計(jì)算機(jī)去完成是機(jī)械CAD系統(tǒng)要完成的主要工作之一。過(guò)去,這種CAD系統(tǒng)的開發(fā)采用面向過(guò)程的建模方法,這種建模過(guò)程是一種順序的線性過(guò)程，這種模型強(qiáng)調(diào)開發(fā)中的每一過(guò)程的完整性和獨(dú)立性,后一過(guò)程必須在前一過(guò)程之后才能進(jìn)行，這顯然不符合人們認(rèn)識(shí)世界是一個(gè)漸進(jìn)往復(fù)的過(guò)程這一客觀規(guī)律。在帶輪的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，原有的幾何模型是設(shè)計(jì)者利用固定的尺寸值得到的，零件的結(jié)構(gòu)形狀不能靈活的改變,一旦零件尺寸發(fā)生變化,必須重新繪制其對(duì)應(yīng)的幾何模型。為了能夠更直觀、更全面地反映設(shè)計(jì)意圖，可借助參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件Pro/ENGINEER武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2建立相應(yīng)的帶輪三維實(shí)體模型庫(kù)，用Pro/ENGINEER自帶的二次開發(fā)工具包Pro/TOOLKIT在三維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)傳遞,關(guān)系修改,零件裝配、干涉檢查等高級(jí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造工作 [2]。在這種背景下，本論文將以帶輪設(shè)計(jì)為契機(jī),開展《帶輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)》的學(xué)位論文研究。在VC++6.0的集成開發(fā)環(huán)境下，對(duì)帶輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過(guò)利用Pro/ENGINEER自帶的開發(fā)工具Pro/TOOLKIT對(duì)Pro/ENGINEER進(jìn)行二次開發(fā)，并在Pro/ENGINEER環(huán)境下進(jìn)行帶輪結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，將零件的實(shí)體模型展現(xiàn)在用戶的面前。該系統(tǒng)的開發(fā)將大大的方便用戶進(jìn)行帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且對(duì)產(chǎn)品的有限元分析及后續(xù)加工具有一定的實(shí)用價(jià)值和參考意義，同時(shí)也符合現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展要求。1.2 CAD 技術(shù)概述1.2.1 CAD 技術(shù)的概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design簡(jiǎn)稱CAD)是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)的全過(guò)程:包括資料檢索、方案構(gòu)思、分析計(jì)算、工程繪圖和編制技術(shù)文件等,是隨著計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及軟件的發(fā)展而形成的一門綜合性很高的新技術(shù)。廣義的CAD包括設(shè)計(jì)和分析兩個(gè)方面。設(shè)計(jì)是指構(gòu)造零件的幾何形狀、選擇零件的材料,以及為保證整個(gè)設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性而對(duì)零件提出的功能要求等。分析是指運(yùn)用數(shù)學(xué)造型技術(shù),如有限元分析法、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等,從理論上對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行模擬、分析和測(cè)試,以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性。CAD技術(shù)本身是一項(xiàng)綜合性的、技術(shù)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，如計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程、計(jì)算數(shù)學(xué)、幾何造型、計(jì)算機(jī)圖形顯示、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)、仿真、數(shù)控、機(jī)器人和人工智能學(xué)科和技術(shù)以及與產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造有關(guān)的專業(yè)知識(shí)等。CAD技術(shù)可以承擔(dān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、有限元分析、數(shù)控加工與仿真等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵工作 [3]，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和方式相比產(chǎn)生了根本性的變革。如今,CAD技術(shù)己廣泛應(yīng)用于航空航天、電子、機(jī)械、建筑、輕紡、化工、交通、影視、教育等各個(gè)領(lǐng)域，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2.2 CAD 技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用CAD技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，其主要應(yīng)用有以下幾方面 [6]:1.二維、三維繪圖這是最普遍最廣泛的一種應(yīng)用，用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工繪武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3圖；2.圖形及符號(hào)庫(kù)將復(fù)雜圖形分解成許多簡(jiǎn)單圖形及符號(hào),先存入庫(kù)中,需要時(shí)調(diào)出,經(jīng)編輯修改后插入到另一圖形中去,從而使圖形設(shè)計(jì)工作更加方便；3.參數(shù)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化或系列化的零部件具有相似結(jié)構(gòu)，但尺寸需經(jīng)常改變，采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法建立圖形程序庫(kù)，調(diào)出后賦以一組新的尺寸參數(shù)就能生成一個(gè)新的圖形；4.三維造型采用實(shí)體造型設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)，經(jīng)消隱及著色等處理后顯示物體的真實(shí)形狀，還可作裝配及運(yùn)動(dòng)仿真，以便觀察有無(wú)干涉等；5.工程分析常見的有有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析等。此外針對(duì)某個(gè)具體設(shè)計(jì)對(duì)象還有它們自己的工程分析問(wèn)題，如注塑模設(shè)計(jì)中要進(jìn)行塑流分析、冷卻分析、變形分析等；6.設(shè)計(jì)文檔或生成報(bào)表許多技術(shù)屬性需要制成文檔說(shuō)明或輸出報(bào)表，有些設(shè)計(jì)參數(shù)需要用直方圖、餅圖或曲線圖等來(lái)表達(dá)。1.2.3 CAD 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)CAD概念是50年代末由麻省理工學(xué)院首次明確提出的，60年代研制成功試驗(yàn)CAD系統(tǒng)、70年代，CAD開始實(shí)用化，從二維的電路設(shè)計(jì)發(fā)展到三維的飛機(jī)、造船、汽車等設(shè)計(jì)。80年代，由于解決了三維幾何造型、仿真等問(wèn)題，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，大中型系統(tǒng)向微型化發(fā)展，出現(xiàn)了應(yīng)用極廣的微機(jī)CAD系統(tǒng)和性能優(yōu)良的工作站CAD系統(tǒng)。90年代后隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，其系統(tǒng)性能提高、價(jià)格降低，CAD開始在設(shè)計(jì)領(lǐng)域全面普及，成為必不可少的設(shè)計(jì)工具。CAD之所以在短短的30年內(nèi)發(fā)展如此迅速，是因?yàn)樗侨祟愒?0世紀(jì)取得的重大科技成就之一，它幾乎推動(dòng)了一切領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命，徹底改變了傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)繪圖方式，極大的提高了產(chǎn)品開發(fā)的速度和精度，使得科技人員的智慧和能力得到了延伸。應(yīng)用CAD技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能使設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維修工作快速而高效地進(jìn)行，所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。CAD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用水平已成為和衡量一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。近幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD 技術(shù)己經(jīng)由發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家擴(kuò)展，而且發(fā)展的勢(shì)頭非常迅猛。因?yàn)楫?dāng)今世界工業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)水平的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)展中國(guó)家的工業(yè)產(chǎn)品要在世界市場(chǎng)占有一席之地，就必須采用CAD)技術(shù)。我國(guó)CAD技術(shù)研究和開發(fā)起步相對(duì)較晚，自80年代開始，CAD技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展。國(guó)家逐步認(rèn)識(shí)到開展CAD應(yīng)用工程的必要性和可靠性，并在全國(guó)各個(gè)行業(yè)大力推廣CAD技術(shù)，同時(shí)展開CAD技術(shù)的開發(fā)和研制工作，如清華武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4大學(xué)和華中理工大學(xué)共同開發(fā)的高華CAD，中科院軟件工程研制中心的PICAD [4]等。CAD技術(shù)隨著不段研究、開發(fā)和廣泛使用，工業(yè)生產(chǎn)也對(duì)CAD技術(shù)提出了越來(lái)越高的新要求。CAD技術(shù)將朝著集成化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。1.3 本論文主要工作采用 Pro/ENGINEER 提供的二次開發(fā)工具 Pro/TOOLKIT 用編程方法，實(shí)現(xiàn)帶輪參數(shù)化設(shè)計(jì)。開發(fā)時(shí)，需建立實(shí)例帶輪模型庫(kù)。在輸入驅(qū)動(dòng)參數(shù)后，通過(guò)程序的調(diào)用，系統(tǒng)從庫(kù)中尋找該參數(shù)驅(qū)動(dòng)下的帶輪模型，以實(shí)現(xiàn)不同基準(zhǔn)直徑、基準(zhǔn)寬度、輪槽數(shù)、配合軸直徑等參數(shù)的帶輪設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。用 Pro/TOOLKIT 可以開發(fā)出具有 Pro/ENGINEER 風(fēng)格的對(duì)話框,能向用戶提供人機(jī)交互界面,進(jìn)行簡(jiǎn)單的人機(jī)交互。但是目前這種方法還不太完善,功能有限,而且對(duì)話框資源編寫起來(lái)繁瑣,一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)話框資源就會(huì)用去很多的時(shí)間,對(duì)于稍微復(fù)雜的對(duì)話框更是無(wú)能為力。MFC 具有強(qiáng)大的編制對(duì)話框能力,編制簡(jiǎn)單,但 Pro/TOOLKIT 并不提供對(duì) MFC 的支持,所以在 Pro/TOOLKIT 中并不能直接應(yīng)用 MFC 對(duì)話框。本文通過(guò)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)開發(fā)了 Pro/TOOLKIT 與 MFC 的接口,利用MFC 強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)話框的開發(fā),在 Pro/ENGINEER 環(huán)境中生成 MFC 對(duì)話框,方便、自然、快捷地進(jìn)行人機(jī)交互。因此本文主要解決好以下幾方面工作：1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):通過(guò)優(yōu)化方案數(shù)據(jù)，確定最佳帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)尺寸，然后利用驅(qū)動(dòng)尺寸，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)相關(guān)公式及數(shù)據(jù)確定帶輪的基本結(jié)構(gòu)尺寸；2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):在Pro/Engineer WILDFIRE環(huán)境下，建立帶輪模型庫(kù)，并給模型零件設(shè)置編碼參數(shù)；3.編寫VC和Pro/E接口程序:以VC++6.0集成開發(fā)環(huán)境下編寫調(diào)用Pro/E的接口程序，調(diào)用Pro/E二次開發(fā)包Pro/TOOLKIT來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)傳遞和修改；4.利用Pro/ENGINEER WILDFIRE三維參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)上利用Pro/TOOLKIT開發(fā)工具添加用戶菜單，調(diào)用模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)帶輪模型的參數(shù)化顯示、修改和分析。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5第二章 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境分析本文以 Pro/ ENGINEER 2.0 為開發(fā)平臺(tái)，利用其二次開發(fā)工具包Pro/TOOLKIT，以 VC++6.0 為編程語(yǔ)言，以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式對(duì)帶輪進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中我們利用的設(shè)計(jì)軟件是 Pro/ ENGINEER 2.0 和 VC++6.0，二次開發(fā)的工具是 Pro/TOOLKIT 工具包，通信方式是動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式，程序設(shè)計(jì)的方法的面向?qū)ο蠓椒?。所以在設(shè)計(jì)進(jìn)行之前，我們必須對(duì)這些方法和環(huán)境進(jìn)行必要的了解。2.1 Visual C++基礎(chǔ)知識(shí)2.1.1 Visual C++簡(jiǎn)介Visual C++是 Microsoft 公司推出的基于 C/C++的集成開發(fā)工具，自誕生以來(lái)它一直是 Windows 環(huán)境下最主要的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)之一。它不僅是 C++語(yǔ)言的集成開發(fā)環(huán)境，而且與 Win32 緊密相連 [5]，所以，利用 Visual C++開發(fā)系統(tǒng)可以完成各種各樣的應(yīng)用程序開發(fā)，實(shí)現(xiàn)從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件，而且 Visual C++強(qiáng)大的調(diào)試功能也為大型復(fù)雜軟件的開發(fā)提供了有效的排錯(cuò)手段。2.1.2 MFC 簡(jiǎn)介MFC 是用來(lái)編寫 Windows 應(yīng)用程序的 C++類庫(kù)，該類庫(kù)集以層次結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，其中封裝了大部分 Windows API 函數(shù)和 Windows 控件，它所包含的功能設(shè)計(jì)到整個(gè) Windows 操作系統(tǒng)。MFC 不僅為用戶提供了 Windows 圖形環(huán)境下應(yīng)用程序的框架，而且還提供了創(chuàng)建應(yīng)用程序的組件 [6]。使用 MFC 類庫(kù)和 Visual C++提供的高度可視的應(yīng)用程序開發(fā)工具，可使應(yīng)用程序開發(fā)變得更簡(jiǎn)單，開發(fā)周期極大地縮短，提高代碼的可靠性和可重用性。MFC 封裝了一個(gè)程序操作的每一個(gè)方面。在 MFC 程序中，程序員很少需要直接調(diào)用 Windows API 函數(shù)，而是通過(guò)定義 MFC 類的對(duì)象并通過(guò)調(diào)用對(duì)象的成員函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)62.1.3 VC++動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（1） COM 標(biāo)準(zhǔn)及庫(kù)文件為了實(shí)現(xiàn)按組件化程序設(shè)計(jì)思想把復(fù)雜的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)成一些小的、功能單一的組件模塊，并且它們可以運(yùn)行在不同的機(jī)器上等要求，微軟提出了COM（Component Object Model）標(biāo)準(zhǔn)。COM 組件技術(shù)的核心思想是將軟件實(shí)現(xiàn)與接口的分離，減少與系統(tǒng)其其他部分的耦合程度 [7]。接口部分提供所定義功能的使用方法，所有能夠獲得接口信息的應(yīng)用程序都能通過(guò)接口使用組件提供的功能。COM 的主要實(shí)現(xiàn)方式之一就是庫(kù)文件，有兩種庫(kù)文件形式：靜態(tài)鏈接庫(kù)和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。靜態(tài)鏈接庫(kù)將目標(biāo)代碼嵌入到應(yīng)用程序中，應(yīng)用程序可獨(dú)立運(yùn)行，而動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)還必須給應(yīng)用程序提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件。（2） 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)是一個(gè)可執(zhí)行模塊，其包含的函數(shù)可以有 Windows 應(yīng)用程序調(diào)用以執(zhí)行一些功能。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)還包含了其所提供函數(shù)的目標(biāo)代碼。程序在運(yùn)行中連接動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的函數(shù)時(shí)，簡(jiǎn)單地記錄了函數(shù)的位置信息，這就可以讓程序在執(zhí)行時(shí)很快找到執(zhí)行代碼。只在執(zhí)行時(shí)才做到真正的連接。提供函數(shù)在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中位置的信息存放在一個(gè)獨(dú)立的后綴為.lib 的文件中。2.2 面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)知識(shí)2.2.1 面向?qū)ο蠓椒ê?jiǎn)介首先將數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)的操作方法放在一起，作為一個(gè)相互依存、不可分割的整體----對(duì)象。對(duì)同類型對(duì)象抽象出其共性，形成類。類中的大多數(shù)數(shù)據(jù)只能用本類的方法進(jìn)行處理。類通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的外部接口與外界發(fā)生關(guān)系，對(duì)象與對(duì)象之間通過(guò)消息進(jìn)行通信。這就是面向?qū)ο蟮姆椒ā?.2.2 面向?qū)ο蠓椒ㄖ谢靖拍蠲嫦驅(qū)ο蟮暮诵氖菙?shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)）抽象及操作行為的抽象，封裝機(jī)制使二者集為一體，形成類或?qū)ο?[8]。繼承是面向?qū)ο蟮牧硪粋€(gè)抽象手段，反映“一般—特殊“關(guān)系抽象，通過(guò)子類對(duì)父類的繼承，可使子類享有父類的數(shù)據(jù)及操作行為，子類也可定義新的數(shù)據(jù)或新的操作或覆蓋原有操作，這種性質(zhì)叫做多態(tài)性。1. 對(duì)象面向?qū)ο蠓椒ㄖ械膶?duì)象是系統(tǒng)中用來(lái)描述客觀事物的一個(gè)實(shí)體，它是構(gòu)成武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7系統(tǒng)的一個(gè)基本單位。屬性是用來(lái)描述對(duì)象靜態(tài)特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)，行為是用來(lái)描述動(dòng)態(tài)特征的操作序列。2. 類面向?qū)ο蠓椒ㄖ械念愂侵妇哂邢嗤瑢傩院头?wù)的一組對(duì)象的集合。它為屬于該類的全部對(duì)象提供抽象描述，其內(nèi)部包括屬性和行為兩個(gè)主要部分。類與對(duì)象的關(guān)系猶如模具與鑄件之間的關(guān)系，一個(gè)屬于某類的對(duì)象稱為該類的一個(gè)事例。3. 封裝封裝是面向?qū)ο蠓椒ㄖ械囊粋€(gè)重要原則，就是把對(duì)象的屬性和服務(wù)結(jié)合成意義個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)單位，并盡可能隱藏對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)。這一種有兩個(gè)含義：第一個(gè)含義是把對(duì)象的全部屬性和服務(wù)結(jié)合在一起，形成一個(gè)不可分割的獨(dú)立單位；第二個(gè)含義也稱為“信息隱藏” ，即盡可能隱藏對(duì)性的內(nèi)部細(xì)節(jié)，對(duì)外形成一個(gè)邊界（或者說(shuō)一道屏障） ，只保留有限的對(duì)外接口使之與外部發(fā)生聯(lián)系。4. 繼承特殊類的對(duì)象擁有其一般類的全部屬性和服務(wù)，稱為特殊類對(duì)一般類的繼承。繼承是面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠提高軟件開發(fā)效率的重要原因之一。它可以將開發(fā)好的類作為構(gòu)件放到構(gòu)件庫(kù)中，在開發(fā)新系統(tǒng)時(shí)便可以直接使用或繼承使用。5. 多態(tài)性對(duì)象的多態(tài)性是指在一般類中定義的屬性或服務(wù)被特殊類繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。這使得同一個(gè)屬性或服務(wù)在一般類及其各個(gè)特殊類中具有不同的語(yǔ)義。2.2.3 面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)技術(shù)面向?qū)ο髲母旧细淖兞藗鹘y(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思想，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)是一種系統(tǒng)分解基于對(duì)象概念的軟件設(shè)計(jì)方法。目前，面向?qū)ο蠹夹g(shù)趨向于成為一種集分析（OOA） 、設(shè)計(jì)（OOD） 、編程（OOP）于一體的系統(tǒng)化技術(shù) [9]。使用面向?qū)ο蟮姆椒?，可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)在較高的層次上進(jìn)行，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常有大量的反復(fù)使用的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在拓?fù)湫螤罨旧弦呀?jīng)確定，而只是在具體的尺寸上有所變化，因此，面向?qū)ο蟮母拍钍菢O為有利的。結(jié)合本文，我們也不難發(fā)現(xiàn)，帶輪的設(shè)計(jì)正好符合這一特點(diǎn)，所以，我們選擇面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法是非常合適的。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一種試圖模仿人們建立現(xiàn)實(shí)世界模型的程序設(shè)計(jì)方法，它的著眼點(diǎn)是數(shù)據(jù)而不是功能。它的設(shè)計(jì)思路是從確定表征客觀實(shí)體的對(duì)象開武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8始，建立對(duì)象之間的層次結(jié)構(gòu)，確定反映對(duì)象狀態(tài)的屬性及施加于這些屬性之上的操作，對(duì)象之間通過(guò)消息互相作用和聯(lián)系，從而形成軟件結(jié)構(gòu)。這種方式符合人們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)過(guò)程。按此方法開發(fā)軟件可克服傳統(tǒng) CAD 的一些缺陷。面向?qū)ο蠓椒ú捎脤?duì)象建模觀點(diǎn)，其主要思想 [10]如下: (1)客觀世界是由許許多多的對(duì)象所組成的，每種對(duì)象都有其自身的狀態(tài)和改變其狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；(2)面向?qū)ο罄谩俺橄髷?shù)據(jù)類型”對(duì)客觀世界進(jìn)行擬合，在對(duì)象(模塊)中，用數(shù)據(jù)來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象的狀態(tài)，用處理過(guò)程(操作)來(lái)描述其狀態(tài)的改變規(guī)律，相似的對(duì)象抽象為類，類由數(shù)據(jù)和操作組成，對(duì)象由類來(lái)生成并自動(dòng)擁有類所定義的特性；(3)對(duì)象之間相互通訊的唯一方式是消息傳遞。換句話說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)各要素（對(duì)象)之間的聯(lián)系是通過(guò)消息通訊方式進(jìn)行的，這不僅真實(shí)地模擬了現(xiàn)實(shí)世界，而且使得軟件系統(tǒng)呈柔性，是真正的藕合系統(tǒng)。面向?qū)ο蠓椒ㄒ宰R(shí)別“對(duì)象”和“對(duì)象的功能”為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)把問(wèn)題域作為一系列相互作用的實(shí)體進(jìn)行建模，把整個(gè)開發(fā)階段的每個(gè)過(guò)程看作是互相交迭的不斷深化的過(guò)程，從而使得問(wèn)題空間和求解空間保持一致。相比較而言，“對(duì)象”要穩(wěn)定得多，即使個(gè)別對(duì)象發(fā)生變化，對(duì)全局造成的影響也小得多，因此，用面向?qū)ο蟮姆椒ㄩ_發(fā)出的軟件，系統(tǒng)易于擴(kuò)充和維護(hù)。2.3 Pro/ENGINEER 基礎(chǔ)知識(shí)2.3.1 Pro/ENGINEER 簡(jiǎn)介Pro/Engineer 系統(tǒng)是美國(guó) PTC 公司的三維 CAD/CAM 系統(tǒng)，它提出了真正的全相關(guān)性(任何地方的修改都會(huì) 自動(dòng)反映到所有相關(guān)地方 )、單一的數(shù)據(jù)庫(kù)(整個(gè) Pro/Engineer 系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型，提供了所謂雙向關(guān)聯(lián)性的功能，符合現(xiàn)代產(chǎn)品中“并行工程”概念 [11]，為產(chǎn)品的同開發(fā)提供了可能)、基于特征的參數(shù)化造型(Pro/Engineer 使對(duì)象特征成為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素)等概念，已成為當(dāng)今世界機(jī)械領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。另外，Pro/ENGINEER 目前有80多個(gè)專用模板，涉及工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、功能仿真、加工制造等方面，為用戶提供全套解決方案。同時(shí)，Pro/ENGINEER系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型。又 Pro/ENGINEER 建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。更重要的是它還具有開放的體系結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀的二次開發(fā)工具，并且參數(shù)化設(shè)計(jì)是其最重要的特征。這里將主要介紹武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9Pro/ENGINEER 的主要特征 [12]。1.3D實(shí)體模型(Solid model)3D實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)(System parameters)，用戶還可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、慣性大小等，以了解產(chǎn)品的真實(shí)性，并補(bǔ)足傳統(tǒng)的面結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以隨時(shí)掌握以上情況，設(shè)計(jì)物理參數(shù)，并減少許多人為計(jì)算時(shí)間。2.單一數(shù)據(jù)庫(kù)(Singled atabase)Pro/ENGINEER可隨時(shí)修改由3D實(shí)體模型產(chǎn)生2D工程圖，而且自動(dòng)標(biāo)注工程圖尺寸。不論在3D還是2D圖形上作尺寸修改，其相關(guān)的2D圖形或者3D實(shí)體模型均自動(dòng)修改，同時(shí)組合、制造等相關(guān)設(shè)計(jì)也會(huì)自動(dòng)修改，這樣可確保數(shù)據(jù)的正確性，并避免反復(fù)修正的耗時(shí)性。由于采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)，提供了所謂雙向關(guān)聯(lián)性的功能，這種功能也正符合了現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中所謂的同步工程(Concurrent engineering).3.以特征作為設(shè)計(jì)的單位(Feature-based design)Pro/ENGINEER以最自然的思考方式從事設(shè)計(jì)工作，如孔(Hole),開槽(Slot)、倒圓角(Round)等均被視為零件設(shè)計(jì)的基本特征，可隨時(shí)對(duì)特征做合理、不違反JL何的順序調(diào)整(Reorder)、插入(Insert),刪除(Delete)、重新定義(Redefine)等修正動(dòng)作。4.參數(shù)化設(shè)計(jì)(Parametric design)參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)將在后面2.3.3中作詳細(xì)介紹，在這里將就不做具體講解了。正因?yàn)镻ro/Engineer有了以上優(yōu)秀的特征，該軟件越來(lái)越廣泛地用于機(jī)械、汽車、航天、電子和工程機(jī)械等行業(yè)，是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的三維CAD軟件之一。2.3.2 Pro/TOOLKIT 基礎(chǔ)知識(shí)（1）Pro/Toolkit 簡(jiǎn)介Pro/Toolkit是PTC公司為Pro/Engineer軟件提供的開發(fā)工具包，即應(yīng)用程序接口(API)。其主要目的是讓用戶或第三方通過(guò)C程序代碼擴(kuò)充Pro/Engineer系統(tǒng)的功能，開發(fā)基于Pro/Engineer系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊，從而滿足用戶的特殊要求。它提供了大量的C語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)，能夠使外部應(yīng)用程序(客戶應(yīng)用程序)安全有效地訪問(wèn)Pro/Enginee的數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序 [13]。通過(guò)和第三方能夠Pro/Engineer系統(tǒng)中添加所需要的功能。不僅如此，還可以利用Pro/Toolkit提武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10供的UI對(duì)話框、菜單以及VC的可視化界面技術(shù)，設(shè)計(jì)出方便實(shí)用的人機(jī)界面，從而大大提高系統(tǒng)的使用效率。Pro/Toolkit工具包提供了開發(fā)Pro/Engineer所需的函數(shù)庫(kù)文件和頭文件，使用戶編寫的應(yīng)用程序能夠完全地控制和訪問(wèn)Pro/Engineer，并可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序模塊與Pro/Engineer系統(tǒng)的無(wú)縫集成。Pro /Toolkit應(yīng)用程序有兩種工作模式，分別是同步模式和異步模式。同步模式又有兩種形式，即動(dòng)態(tài)連接庫(kù)模式(DLL模式)和多進(jìn)程模式，分述如下:動(dòng)態(tài)連接模式是將Pro/Toolkit應(yīng)用程序集成到Pro/Engineer中的標(biāo)準(zhǔn)方法。用戶編譯C應(yīng)用程序，與Pro/Toolkit庫(kù)連接，這種方法又稱為DLL模式。DLL模式具有代碼簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，所以本文選擇該模式作為Pro /Toolkit開發(fā)發(fā)應(yīng)用程序工作模式。（2）Pro/Toolkit的開發(fā)Pro/Toolkit應(yīng)用程序開發(fā)采用目前最先進(jìn)的面向?qū)ο蠹夹g(shù)的程序開發(fā)方法。它能直接利用VC++6.0的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)向?qū)Ш皖愊驅(qū)нM(jìn)行程序的設(shè)計(jì)、創(chuàng)建和調(diào)試。Pro/Toolkit典型程序開發(fā)包括源程序(Pro/Toolkit C程序源程序、菜單資源文件、窗口信息資源文件、對(duì)話框資源文件等)的編寫、源程序的編譯和連接，參數(shù)化模板庫(kù)的建立、注冊(cè)文件及程序的注冊(cè)和運(yùn)行。Pro/Toolkit典型開發(fā)結(jié)構(gòu)如圖1所示。。圖1：Pro/Toolkit典型開發(fā)結(jié)構(gòu)圖2.3.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)1. 參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念參數(shù)化設(shè)計(jì)(也叫尺寸驅(qū)動(dòng)，Dimension—Driven)是目前 CAD 應(yīng)用技術(shù)中最武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11重要的技術(shù)之一，作為產(chǎn)品建模的一個(gè)重要手段，在系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到較好的應(yīng)用。它是以約束來(lái)表達(dá)產(chǎn)品模型的形狀特征，以一組參數(shù)來(lái)控制設(shè)計(jì)結(jié)果，從而能通過(guò)變換設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模型的更改或相似產(chǎn)品模型的創(chuàng)建 [14]。Pro/Engineer 的參數(shù)化是指將表示零件或組件的形狀和拓?fù)潢P(guān)系由賦予它們的特征值來(lái)控制，這些特征值可能與其它特征值相關(guān)聯(lián)。在齒輪、軸等旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品方面基于 Pro/Engineer 的參數(shù)化得到了很好的應(yīng)用和推廣 。2. 參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程基于 Pro/Toolkit 三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的開發(fā)方法有兩種：一是應(yīng)用特征描述法，利用 Pro/Toolkit 提供的底層函數(shù)完成特征建模，并建立人機(jī)對(duì)話框，實(shí)現(xiàn)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，此方法程序設(shè)計(jì)繁瑣，對(duì)于形狀復(fù)雜的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，用程序來(lái)生成三維模型非常困難。二是采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方式，基本過(guò)程為在 Pro/Engineer 環(huán)境下利用交互方式生成三維模型 ，然后在已創(chuàng)建的零件三維模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設(shè)計(jì)參數(shù)。文中采用結(jié)合二者的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化零件設(shè)計(jì)的二次開發(fā)，即采用三維參數(shù)化模型與程序控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將零件模型用 Pro/Engineer 交互方式創(chuàng)建其三維基本模型，建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和約束關(guān)系，并保存到零部件基本數(shù)據(jù)庫(kù)作為基準(zhǔn)零部件模型；然后由 Pro/Toolkit 程序檢索基準(zhǔn)零部件模型的設(shè)計(jì)參數(shù)供用戶編輯修改，最后按照新的設(shè)計(jì)參數(shù)更新，設(shè)計(jì)出新的零部件模型，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)。采用這種方式，可以方便地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系列化 和變形設(shè)計(jì)，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖 2 所示。圖 2：基于三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程基于 Pro/Toolkit 二次開發(fā)的參數(shù)化程序設(shè)計(jì)的基本原理是：采用三維模型與程序控制相結(jié)合的方式，根據(jù)零件或組件的設(shè)計(jì)要求，建立一組能控制三維模型形狀和拓?fù)潢P(guān)系的設(shè)計(jì)參數(shù)，參數(shù)化程序通過(guò)對(duì)零件或組件的設(shè)計(jì)參數(shù)編程，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的檢索、修改以及三維模型的再生。有關(guān)參數(shù)化設(shè)計(jì)二次開發(fā)流程 [15]請(qǐng)參見圖 3。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12圖 3：參數(shù)化設(shè)計(jì)二次開發(fā)流程圖第三章 帶輪結(jié)構(gòu)的確定3.1 帶輪簡(jiǎn)介帶輪作為機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中一種常見的傳動(dòng)件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖吸振等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛的應(yīng)用于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。帶輪的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作要精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2） ，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻 [16]。帶輪的輪槽槽型有Y、Z（SPZ） 、A（SPA） 、B（SPB） 、C（SPC） 、D和E幾種。這主要決定于帶輪的基準(zhǔn)寬度。帶輪的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種(見圖4)：（a）實(shí)心式；（b）腹板式；（c）孔板式；(d)橢圓輪輻式。當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑d d ≤2.5d(d為配合軸的直徑)時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng)d d ≤300mm時(shí)，可采用腹板式（當(dāng)D 1-d1≥100mm時(shí)，可采用孔板式）；當(dāng)d d＞300mm時(shí)，可采用輪輻式。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)13圖 4：帶輪的結(jié)構(gòu)形式3.2 確定帶輪的基本結(jié)構(gòu)尺寸3.2.1 帶輪的基本參數(shù)及其意義(1)輪槽節(jié)寬 bdV 帶輪的輪槽與配用 V 帶節(jié)寬相等處的槽寬 bd(2)基準(zhǔn)直徑 dd V 帶輪在輪槽節(jié)寬 bd 處的直徑稱為基準(zhǔn)直徑 dd。3.2.2 帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)尺寸確定及其輸入（1）確定帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)尺寸在實(shí)際生產(chǎn)中，帶輪的設(shè)計(jì)是根據(jù)帶輪的工作條件和工作場(chǎng)合來(lái)進(jìn)行合適設(shè)計(jì)的。也就是說(shuō)在給定工作條件的情況下，自行確定帶輪的相關(guān)參數(shù)。而帶輪的工作條件的信息主要有以下幾個(gè)：電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、額定功率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比以及工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。我們根據(jù)以上參數(shù)可以由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算公式可以得到傳動(dòng)帶的帶型（帶輪的槽型） 、主從動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd、帶輪配合軸的直徑 d以及帶的根數(shù)（帶輪的輪槽數(shù) z） 。在知道以上參數(shù)的情況下，我們?cè)龠M(jìn)行的帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。又由于在進(jìn)行帶輪參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證我們程序設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單和方便并能夠識(shí)別，我們將帶輪的槽型用帶輪的基準(zhǔn)寬度來(lái)表示具有同樣的效果。因?yàn)閹л單颐恳粋€(gè)槽型都對(duì)應(yīng)于一個(gè)固定的基準(zhǔn)寬度 bd。結(jié)合以上的分析，我們將帶輪的基準(zhǔn)寬度 bd、基準(zhǔn)直徑 dd、輪槽數(shù) z 和配合軸的直徑 d 作為帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)。（2）參數(shù)的輸入?yún)?shù)化設(shè)計(jì)的運(yùn)行前需要在人機(jī)交互界面上輸入一定參數(shù)，才可以得到其他結(jié)構(gòu)尺寸和三維實(shí)體結(jié)構(gòu)圖，這個(gè)過(guò)程我們可以稱之為參數(shù)驅(qū)動(dòng) [17]。對(duì)于輸入的參數(shù)我們稱之為驅(qū)動(dòng)參數(shù)。程序的運(yùn)行就是將這些參數(shù)作為自變量經(jīng)過(guò)一系列運(yùn)算得到其他的結(jié)構(gòu)尺寸。結(jié)合帶輪的設(shè)計(jì)過(guò)程，我們前面已經(jīng)確定其驅(qū)武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14動(dòng)尺寸有四個(gè)。這四個(gè)尺寸就是我們?cè)谌藱C(jī)交互界面上需要輸入的參數(shù)。四個(gè)參數(shù)的數(shù)型及位數(shù)必須滿足一定的要求才可能使設(shè)計(jì)存在意義，也就是說(shuō)也只有符合條件的參數(shù)才會(huì)被系統(tǒng)所識(shí)別，具體參數(shù)條件參見表 1。表1：基本輸入?yún)?shù)3.2.3 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸主要包括兩部分：帶輪的輪槽尺寸、帶輪的基本外形尺寸和鍵槽的配合尺寸。我們將由前面確定的四個(gè)基本驅(qū)動(dòng)參數(shù)來(lái)確定帶輪的所有外形尺寸。（1） 確定帶輪的輪槽尺寸我們要確定的輪槽結(jié)構(gòu)尺寸及其意義見圖 5。輪槽尺寸主要有基準(zhǔn)寬度bd、基準(zhǔn)線上槽深 ha、基準(zhǔn)線下槽深 hf、槽間距 e、槽邊距 f、輪緣厚? 、輪槽角 φ 等。它們都可以根據(jù)表 2 由基準(zhǔn)寬度來(lái)確定 [18]。圖 5：輪槽結(jié)構(gòu)圖表 2：基準(zhǔn)帶寬制 V 帶輪輪槽尺寸 mm (GB/T 13575.1-92)參數(shù)名稱 輪槽數(shù) 基準(zhǔn)寬度 基準(zhǔn)直徑 配合軸直徑參數(shù)符號(hào) z bd dd d參數(shù)類型 整型 實(shí)型 整型 整型參數(shù)位數(shù) 1 2 3 3武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)15（2） 確定帶輪的外型尺寸實(shí)心式帶輪的結(jié)構(gòu)圖如圖 6 所示，由圖我們可以知道要確定的實(shí)心式帶輪外形尺寸主要有：帶輪的外徑直徑 da、基準(zhǔn)直徑 dd、帶輪輪緣寬 B、輪轂孔直徑 d、輪毅長(zhǎng) L 和端面直徑 d1。其中基準(zhǔn)直徑 dd和輪轂孔直徑 d 作為驅(qū)動(dòng)參數(shù)是已知的，那么確定其它參數(shù)的計(jì)算公式如下：B=(z-1)e+2f；d1=(1.8～2.0)d；L=（1.5～2.0）d；da=dd + 2ha；圖 6：實(shí)心帶輪結(jié)構(gòu)圖槽 型項(xiàng) 目 符 號(hào)Y Z,SPZ A,SPA B,SPB C,SPC D E基準(zhǔn)寬度 bd 5.3 8.5 11 14 19 27 32基準(zhǔn)線上槽深 hamin 1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6基準(zhǔn)線下槽深 hfmin 4.7 79 8.711 10.814 14.319 19.9 23.4槽間距 e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 37±0.6 44.5±0.7槽邊距 fmin 6 7 9 11.5 16 23 28最小輪緣厚 ?min 5 5.5 6 7.5 10 12 15帶輪寬 B B=(z-1)e+2f；z——輪槽數(shù)外徑 da da=dd+2ha32° ≤60 —— —— —— —— —— ——34° —— ≤80 ≤118 ≤190 ≤315 —— ——36° ＞60 —— —— —— —— ≤475 ≤60038°相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 dd—— ＞80 ＞118 ＞190 ＞315 ＞475 ＞600輪槽角φ偏差 ±1° ±0.5°武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16其中，又為了使我們的計(jì)算更加方便快捷，帶輪的外徑可以由附表 1 根據(jù)基準(zhǔn)直徑的值和槽型對(duì)應(yīng)查得；輪緣寬 B 和輪轂長(zhǎng) L 也可以根據(jù) GB10412-89 查得。例如：若帶輪的槽型為 Z、基準(zhǔn)直徑為 80mm、輪槽數(shù)為 3，則可查得其外徑da=84mm、輪緣寬為 B=40mm 和輪轂長(zhǎng)為 L=40mm。那么帶輪的所有參數(shù)都可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算查表得到了。（3） 確定帶輪的鍵槽尺寸帶輪的鍵槽尺寸主要是根據(jù)輪轂孔尺寸來(lái)查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定 [19]。其結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)確定見附表 2。（4）小結(jié)根據(jù)以上分析，我們可以發(fā)現(xiàn)根據(jù)前面所選擇的的四個(gè)驅(qū)動(dòng)參數(shù)可以得到帶輪的所有結(jié)構(gòu)尺寸，因此選擇他們作為驅(qū)動(dòng)參數(shù)是滿足設(shè)計(jì)要求的。這四個(gè)驅(qū)動(dòng)尺寸為：帶輪的輪槽數(shù) z、帶輪的基準(zhǔn)寬度、帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd和帶輪配合軸的直徑 d。第四章 參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法和步驟4.1 Pro/TOOKIT 的安裝Pro/TOOKIT 工具包是隨 Pro/ENGINEER Wildfire 安裝盤一起提供的，所以不需要專門購(gòu)買。當(dāng)用 Pro/SETUP 安裝 Pro/ENGINEER Wildfire 時(shí)，其中有一個(gè)可選項(xiàng)“API Tookits”。它包括 Pro/TOOKIT、Pro/Web.lib 和 Pro/J。link。選擇“Pro/TOOKIT”選項(xiàng)，在 Pro/ENGINEER 安裝目錄下自動(dòng)創(chuàng)建子目錄武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17Pro/TOOKIT。Pro/TOOKIT 包含了全部頭文件、庫(kù)文件、應(yīng)用程序示例等。當(dāng)中有四個(gè)子目錄：\i486_nt、\include 、\protk_appls 和 protk.doc。頭文件位于\include 目錄。庫(kù)文件位于\i486_nt 目錄 [20]。這兩種類型文件是用 VC++開發(fā) Pro/ENGINEER應(yīng)用程序必不可少的支持文件。4.2 VC.net 環(huán)境設(shè)置VC的集成開發(fā)環(huán)境采用工程（PROJECT）來(lái)管理所有C++源程序、頭文件、庫(kù)文件和各種資源，程序的設(shè)計(jì)、編譯、連接和調(diào)試均十分方便。VC作為Pro/TOOLKIT開發(fā)應(yīng)用程序工具時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的環(huán)境設(shè)置。4.2.1 創(chuàng)建 DLL 工程啟動(dòng) VC++，點(diǎn)擊菜單欄中的“文件”按鈕，在下拉菜單中選擇“新建”。這時(shí)會(huì)彈出“新建”對(duì)話框，點(diǎn)擊“工程”選項(xiàng)，選擇 MFC AppWizard(dll)方式。 指定工程名稱及存放路徑。 然后點(diǎn)擊下面的 “確定”按鈕，后面的接受缺省設(shè)置。那么我們就利用 VC 向?qū)陆ㄒ粋€(gè)共享 MFC 的常規(guī)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)框架工程。該框架提供建立 DLL 應(yīng)用程序所需的必要文件支持，這是一個(gè)空的框架，不能實(shí)現(xiàn)任何功能，主要是為了滿足 Windows 操作系統(tǒng)要求。4.2.2 設(shè)置包含頭文件在 VC++中菜單欄中的“工具”里點(diǎn)擊“選擇”按鈕。在彈出的“選擇”對(duì)話框里點(diǎn)擊“目錄”，選擇“Win32”平臺(tái)，“顯示目錄為”中選擇“include file”，“路徑”選擇“C：\PROGRAM FILES\PROEWILDFIRE\PROTOOLKIT\INCLUDES”。然后點(diǎn)擊“確定”按鈕。4.2.3 設(shè)置庫(kù)文件環(huán)境在 VC++中菜單欄中的“工程”中選擇“設(shè)置”，彈出“Project Settings”對(duì)話框中左邊的”Settings For”中選擇“Win32 Unicode Release”，在右邊按鈕中選擇”Link”在“分類”中選擇“Input”，在“對(duì)象/庫(kù)模塊”中輸入：protk_dll.lib prodev_dll.lib mpr.lib wsock32.lib,設(shè)置 Ignore libraries: msvcrt.lib 然后點(diǎn)擊“確定”按鈕。武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)184.2.4 設(shè)置庫(kù)文件路徑在 VC++中菜單欄中的“工具”里點(diǎn)擊“選擇”按鈕。在彈出的“選擇”對(duì)話框里點(diǎn)擊“目錄”，選擇“Win32”平臺(tái)，“顯示目錄為”選擇“Library files”, “路徑”選擇 C：\PROGRAM FILES\PROWILDFIRRE\PROTOOLKIT\1486 NT\OBJ”。然后點(diǎn)擊“確定”按鈕。通過(guò)在這個(gè) DLL 工程界面中選擇 FileView，我們可以看到打開 VC 應(yīng)用程序向?qū)ё詣?dòng)生成的程序文件。VC 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)向?qū)г?FileView 中自動(dòng)加入了ReadMe、StdAfx.cpp 和以工程文件名為前綴的 cpp 源文件、def 模塊定義文件以及 rc 資源文件等。那么，經(jīng)過(guò)以上的操作我們就完成了 Pro/TOOLKIT 二次開發(fā)環(huán)境下的 VC 的環(huán)境設(shè)置，也就使其符合創(chuàng)建 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序的基本條件。4.3 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)-----編寫源文件使用VC向?qū)蒑FC DLL工