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) 院 （系） 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè) 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(kāi)發(fā)工具包 Pro/Toolkit 和 VC+相結(jié)合對(duì)Pro/E 進(jìn)行二次開(kāi)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(kāi)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(mǎn)足設(shè)計(jì)精度和強(qiáng)度要求。 關(guān)鍵詞 ： Pro/E；二次開(kāi)發(fā)；參數(shù)化；帶輪 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Abstract In 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 - 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第一章 緒 論 - 1 1.1 選題的意義 - 1 1.2 CAD 技術(shù)概述 - 2 1.2.1 CAD 技術(shù)的概念 - 2 1.2.2 CAD 技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用 - 2 1.2.3 CAD 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) - 3 1.3 本論文主要工作 - 4 第二章 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境分析 - 5 2.1 Visual C+基礎(chǔ)知識(shí) - 5 2.1.1 Visual C+簡(jiǎn)介 - 5 2.1.2 MFC 簡(jiǎn)介 - 5 2.1.3 VC+動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) - 5 2.2 面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)知識(shí) - 6 2.2.1 面向?qū)ο蠓椒ê?jiǎn)介 - 6 2.2.2 面向?qū)ο蠓椒ㄖ谢靖拍?- 6 2.2.3 面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)技術(shù) - 7 2.3 Pro/ENGINEER 基礎(chǔ)知識(shí) - 8 2.3.1 Pro/ENGINEER 簡(jiǎn)介 - 8 2.3.2 Pro/TOOLKIT 基礎(chǔ)知識(shí) - 9 2.3.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù) - 10 第三章 帶輪結(jié)構(gòu)的確定 - 12 3.1 帶輪簡(jiǎn)介 - 12 3.2 確定帶輪的基本結(jié)構(gòu)尺寸 - 12 3.2.1 帶輪的基本參數(shù)及其意義 - 12 3.2.2 帶輪設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)尺寸確定及其輸入 - 12 3.2.3 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 - 16 4.1 Pro/TOOKIT 的安裝 - 16 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 4.2 VC.net 環(huán)境設(shè)置 - 16 4.2.1 創(chuàng)建 DLL 工程 - 16 4.2.2 設(shè)置包含頭文件 - 16 4.2.3 設(shè)置庫(kù)文件環(huán)境 - 17 4.2.4 設(shè)置庫(kù)文件路徑 - 17 4.3 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（編寫(xiě)源文件） - 17 4.3.1 編寫(xiě)資源文件 - 17 4.3.2 編寫(xiě)程序源文件主框架 - 18 4.4 創(chuàng)建并調(diào)用參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框 - 19 4.4.1 創(chuàng)建對(duì)話(huà)框過(guò)程 - 19 4.4.2 編輯用戶(hù)界面應(yīng)用程序 - 20 4.4.3 添加一個(gè)數(shù)據(jù)接口文件 - 20 4.5 應(yīng)用程序注冊(cè)與運(yùn)行 - 21 4.5.1 注冊(cè)文件的編寫(xiě) - 21 4.5.2 應(yīng)用程序的注冊(cè) - 21 4.5.3 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(kāi)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(kāi)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(xún)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(kāi)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(xiàn)性過(guò)程，這種模型強(qiáng)調(diào)開(kāi)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(kāi)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)武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)工具 Pro/TOOLKIT對(duì) Pro/ENGINEER進(jìn)行二次開(kāi)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(hù)的面前。該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)將大大的方便用戶(hù)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(kāi)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(chēng) 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(mén)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(zhuān)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； 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 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(jiàn)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(xiàn)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(kāi)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(chē)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(kāi)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?lèi)在 20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(kāi)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(kāi)發(fā)起步相對(duì)較晚，自 80年代開(kāi)始， CAD技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開(kāi)展。國(guó)家逐步認(rèn)識(shí)到開(kāi)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(kāi) CAD技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研制工作，如清華大學(xué)和華中理工大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的高華 CAD，中科院軟件工程研制中心的 PICAD4等。 CAD技術(shù)隨著不段研究、開(kāi)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。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1.3 本論文主要工作 采用 Pro/ENGINEER 提供的二次開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)出具有 Pro/ENGINEER風(fēng)格的對(duì)話(huà)框 ,能向用戶(hù)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(huà)框資源編寫(xiě)起來(lái)繁瑣 ,一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)話(huà)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(huà)框更是無(wú)能為力。 MFC 具有強(qiáng)大的編制對(duì)話(huà)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(huà)框。本文通過(guò)動(dòng)態(tài)連接 庫(kù)開(kāi)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(huà)框的開(kāi)發(fā) ,在 Pro/ENGINEER 環(huán)境中生成 MFC 對(duì)話(huà)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(xiě) VC和 Pro/E接口程序 :以 VC+6.0集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下編 寫(xiě)調(diào)用 Pro/E的接口程序，調(diào)用 Pro/E二次開(kāi)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(kāi)發(fā)工具添加用戶(hù)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(kāi)發(fā)環(huán)境分析 本文以 Pro/ ENGINEER 2.0為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用其二次開(kāi)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(kāi)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āＫ栽谠O(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(kāi)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(kāi)發(fā)系統(tǒng)之一。它不僅是 C+語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，而且與 Win32 緊密相連 5，所以，利用 Visual C+開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可以完成各種各樣的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)從底層軟件直到上層直接面向用戶(hù)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(kāi)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(xiě) Windows 應(yīng)用程序的 C+類(lèi)庫(kù)，該類(lèi)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(hù)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(lèi)庫(kù)和 Visual C+提供的高度可視的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具，可使應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)變得更簡(jiǎn)單，開(kāi)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(lèi)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。 2.1.3 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)與接武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 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(lèi)型對(duì)象抽象出其共性，形成類(lèi)。類(lèi)中的大多數(shù)數(shù)據(jù)只能用本類(lèi)的方法進(jìn)行處理。類(lèi)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?2.2.2 面向?qū)ο蠓椒ㄖ谢靖拍?面向?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(lèi)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(lèi)對(duì)父類(lèi)的繼承，可使子類(lèi)享有父類(lèi)的數(shù)據(jù)及操作行為，子類(lèi)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?對(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(lèi) 面向?qū)ο蠓椒ㄖ械念?lèi)是指具有相同屬性和服務(wù)的一組對(duì)象的集合。它為屬于該類(lèi)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(lèi)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(lèi)的對(duì)象稱(chēng)為該類(lèi)的一個(gè)事例。 3. 封裝 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 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(chēng)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(lèi)的對(duì)象擁有其一般類(lèi)的全部屬性和服務(wù)，稱(chēng)為特殊類(lèi)對(duì)一般類(lèi)的繼承。繼承是面向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠提高軟件開(kāi)發(fā)效率的重要原因之一。它可以將開(kāi)發(fā)好的類(lèi)作為構(gòu)件放到構(gòu)件庫(kù)中，在開(kāi)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(lèi)中定義的屬性或服務(wù)被特殊類(lèi)繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類(lèi)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(lèi)及其各個(gè)特殊類(lèi)中具有不同的語(yǔ)義。 2.2.3 面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)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_(kāi)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ǎ梢允巩a(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(kāi)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(kāi)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(lèi)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(lèi)，類(lèi)由數(shù)據(jù)和操作組成，對(duì)象由類(lèi)來(lái)生成并自動(dòng)擁有類(lèi)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(huà)說(shuō)，系統(tǒng)武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 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(kāi)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_(kāi)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(kāi)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(zhuān)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(hù)提供全套解決方案。同時(shí)， Pro/ENGINEER系統(tǒng)用戶(hù)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(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀的二次開(kāi)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 Pro/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(hù)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(hù)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(xiàn)結(jié)構(gòu)的不足。用戶(hù)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，武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 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(kāi)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)?Pro/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(chē)、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(kāi)發(fā)工具包，即應(yīng)用程序 接口 (API)。其主要目的是讓用戶(hù)或第三方通過(guò) C程序代碼擴(kuò)充 Pro/Engineer 系統(tǒng)的功能，開(kāi)發(fā)基于 Pro/Engineer系統(tǒng)的應(yīng)用程序模塊，從而滿(mǎn)足用戶(hù)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(hù)應(yīng)用程序 )安全有效地訪(fǎng)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提供的 UI對(duì)話(huà)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(kāi)發(fā) Pro/Engineer所需的函數(shù)庫(kù)文件和頭文件，使用戶(hù)編寫(xiě)的應(yīng)用程序能夠完全地控制和訪(fǎng)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(hù)編譯 C應(yīng)用程序，與 Pro/Toolkit庫(kù)連接，這種方法又稱(chēng)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(kāi)發(fā)發(fā)應(yīng)用程序工作模式。 （ 2） Pro/Toolkit的開(kāi)發(fā) Pro/Toolkit應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)采用目前最先進(jìn)的面向?qū)ο蠹夹g(shù)的程序開(kāi)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?lèi)向?qū)нM(jìn)行程序的設(shè)計(jì)、創(chuàng)建和調(diào)武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 試。 Pro/Toolkit典型程序開(kāi)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(huà)框資源文件等 )的編寫(xiě)、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(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 。 圖 1： Pro/Toolkit典型開(kāi)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(kāi)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(huà)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)。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 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(kāi)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(hù)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(kāi)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(kāi)發(fā)流程 15請(qǐng)參見(jiàn)圖 3。 圖 3：參數(shù)化設(shè)計(jì)二次開(kāi)發(fā)流程圖 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 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(jiàn)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(mǎn)足的要求有：質(zhì)量小； 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(jiàn)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 dd 2.5d(d為配合軸的直徑 )時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng) dd 300mm時(shí)，可 采用腹板式（當(dāng) D1-d1 100mm時(shí)，可采用孔板式）；當(dāng) dd 300mm時(shí)，可采用輪輻式。 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 bd V 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(chēng)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 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 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 參數(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(chēng)之為參數(shù)驅(qū)動(dòng) 17。對(duì)于輸入的參數(shù)我們稱(chēng)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)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(mǎn)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(jiàn)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(jiàn)圖 5。輪槽尺寸主要有 基準(zhǔn)寬度 bd、基準(zhǔn) 線(xiàn)上槽深 ha、 基準(zhǔn)線(xiàn) 下 槽深 hf、 槽間距 e、 槽邊距 f、 輪緣厚 、 輪槽角 等。它們都可以根據(jù)表 2 由基準(zhǔn)寬度來(lái)確定 18。 參數(shù)名稱(chēng) 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(lèi)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) 14 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) （ 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； 項(xiàng) 目 符 號(hào) 槽 型 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(xiàn)上槽深 hamin 1.6 2 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深 hfmin 4.7 7 9 8.7 11 10.8 14 14.3 19 19.9 23.4 槽間距 e 80.3 120.3 150.3 190.4 25.50.5 370.6 44.50.7 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+2ha 輪槽角 32 相應(yīng)的 基準(zhǔn)直 徑 dd 60 34 80 118 190 315 36 60 475 600 38 80 118 190 315 475 600 偏差 1 0.5 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 6：實(shí)心帶輪結(jié)構(gòu)圖 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(jiàn)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(mǎn)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。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 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(pán)一起提供的，所以不需要專(zhuān)門(mén)購(gòu)買(mǎi)。 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Pro/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(lèi)型文件是用 VC+開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(huà)框，點(diǎn)擊“工程”選項(xiàng)，選擇 MFC AppWizard(dll)方式。 指定工程名稱(chēng)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(mǎn)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(huà)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 FILESPROEWILDFIREPROTOOLKITINCLUDES” 。然后點(diǎn)擊“確定”按鈕。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 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(huà)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(lèi)”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。 4.2.4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(huà)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 FILESPROWILDFIRREPROTOOLKIT1486 NTOBJ” 。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(kāi) 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(kāi)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(xiě)源文件 使用 VC向?qū)?MFC DLL工程并完成環(huán)境設(shè)置之后，必須 添加必要的函數(shù)代碼、增加新的 CPP源程序以及新的資源， 才可以 構(gòu)成一個(gè)完整的 Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序體系 ,這些文件就組成了 源文件，也就是與 工程文件名同名的 CPP文件。源文件包括資源文件和程序源文件 21。 4.3.1 編寫(xiě)資源文件 程序中用到的菜單信息資源文件應(yīng)保存在 PTC 目錄下的 textusascii 中 。 因此我們 在 text 下添加 usascii 子文件夾，同時(shí)創(chuàng)建 usermsg.txt 文件， 它是通過(guò)記事本編寫(xiě)的文件格式文件。 4 行為一組，每組對(duì)應(yīng)一個(gè)菜單項(xiàng)。這個(gè)文件就是帶輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的菜單資源文件， 內(nèi)容如下： USER Menu0 參數(shù)化設(shè)計(jì) 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 # # USER Menu1 帶輪設(shè)計(jì) # # USER Menu1 help 參數(shù)化設(shè)計(jì)幫助 # # USER Menu2 help 帶輪設(shè)計(jì)幫助 # # 2 5 4.3.2 編寫(xiě)程序源文件主框架 Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序源文件整體上包含 3部分：頭文件部分、用戶(hù)初始化函數(shù)和終止函數(shù)。初始函數(shù) user_initialize()和終止函數(shù) user_terminate()是每個(gè)同步模式所必須添加的。程序源文件可以將菜單文件載入，實(shí)現(xiàn)菜單載入、菜單注冊(cè)和動(dòng)作定義等任務(wù)。 在本文中，該源文件全部?jī)?nèi) 容及其分析見(jiàn)附錄 1中的ModelView.cpp程序。 （ 1）添加頭文件 頭文件包含部分是指應(yīng)用程序所使用對(duì)象函數(shù)的原型部分，每個(gè)應(yīng)用程序都必須包含的頭文件是“ Pro/TOOLKIT.h”，因?yàn)樗x了 因?yàn)樗x了值 wchar_t，其類(lèi)型為寬字符串。 使用一個(gè)特定的 Pro/TOOLKIT對(duì)象函數(shù)時(shí)應(yīng)包括有其函數(shù)原形的頭文件（ .h）文件。否則在編譯該文件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)編譯器不能對(duì)函數(shù)參數(shù)類(lèi)型進(jìn)行檢查的錯(cuò)誤。 （ 2） 編寫(xiě) user.initialize()函數(shù) 初始化函數(shù)主要是用來(lái)設(shè)置需要添加的菜單，以及其它的一些初 始值設(shè)置，這個(gè)函數(shù)相當(dāng)于 C+類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)或 C語(yǔ)言中的 main()函數(shù)。 user.initialize()函數(shù)在編寫(xiě)時(shí)必須注意到其至少應(yīng)包含一個(gè) Pro/TOOLKIT 的 API 調(diào)用 22。否則就會(huì)導(dǎo)致 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序失敗，且返回 PRO_TK_GENERAL_ERROR。典型的定義格式為： extern“ C” int user_initialize(int argc,char *argv,char*version,char*build, 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 wchar_t errbuf) ProError status； /用戶(hù)添加的接口程序部分 return status； （ 3） 編寫(xiě) user_terminate()函數(shù) user_terminate()作用是結(jié)束應(yīng)用程序的執(zhí)行（退出 Pro/ENGINEER 將終止應(yīng)用程序的運(yùn)行）。該函數(shù)由用戶(hù)定義，其中可以不執(zhí)行任何動(dòng)作。 如下結(jié)構(gòu)： user_terminate() （ 4） 添加菜單和菜單響應(yīng)函數(shù)。 菜單響應(yīng)函數(shù)中需要使用三個(gè)函數(shù) 23（ ProMenubarMenuAdd、 ProCmdAcTi- onAdd、 ProMenubarmenuPushbuttonAdd），這三個(gè)函數(shù)定義了菜單內(nèi)容和菜單動(dòng)作等。 為 Clytaper 加載菜單文件 ，在 Help 菜單后 ProMenubarMenuAdd (Menu0, USER Menu0,Help, PRO_B_TRUE, mf)； 在 Gear 菜單組中定義新的按鈕按鈕及其響應(yīng)函數(shù) Taper（） ProCmdActionAdd(uiCmdCmdActFn) GetModel,uiCmdPrioDefault,UserAccessTe-stMenu, PRO_B_TRUE, PRO_B_TRUE, &cmd_id)； 在該 Pro/TOOLKITS 應(yīng)用程序中 ,最為關(guān)鍵的函數(shù)就是菜單響應(yīng)函數(shù)Taper,在該函數(shù)中載入 MFC 對(duì)話(huà)框資源 ,獲得用戶(hù)的輸入信息 ,創(chuàng)建 旋轉(zhuǎn) 特征 , 生成 三 維實(shí)體 效果圖 。 （ 5） 創(chuàng)建帶輪實(shí)體模型庫(kù) 要使程序在運(yùn)行后能夠很好地調(diào)出三維實(shí)體圖，必須建立圖形庫(kù)，并存在xiazhengwei/text 目錄下。建立三維圖的方法主要就是在 Pro/E 界面下，利用旋轉(zhuǎn)特征產(chǎn)生。 4.4 創(chuàng)建并調(diào)用參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框 4.4.1創(chuàng)建對(duì)話(huà)框過(guò)程 24 （ 1）打開(kāi)前面創(chuàng)建的 DLL 工程 （ 2）在應(yīng)用程序界面 的主菜單中，選擇“插入”菜單中“資源”選項(xiàng)，彈出“插武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 入資源”對(duì)話(huà)框。 （ 3）在“資源類(lèi)型”區(qū)域中選中“ Dialog”選項(xiàng)，然后單擊”新建“命令按鈕，彈出” Dialog”對(duì)話(huà)框。 （ 4）在對(duì)話(huà)框中單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單的對(duì)話(huà)框中選擇“屬性”選項(xiàng)，得到“ Dialog Properties”對(duì)話(huà)框。在” General”選項(xiàng)卡中，按要求改變對(duì)話(huà)框的ID 和標(biāo)題名稱(chēng)。 （ 5）同上步操作類(lèi)似，改變“ Styles”選項(xiàng)。然后使用“控件調(diào)色板”來(lái)設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框。最后得到如圖 7 所示的對(duì)話(huà)框圖。 圖 7：對(duì)話(huà)框創(chuàng)建效果圖 4.4.2編輯 用戶(hù)界面 應(yīng)用程序 利用 MFC AppWizard (dll) ,工程類(lèi)型選用 MFC 的常規(guī) DLL (Regular DLL using shared MFC DLL) ,生成一個(gè) DLL 工程 ,加入對(duì)話(huà)框資源 ，通過(guò) MFC ClassWizard 生成從 CDialog 繼承出來(lái)的 CParamDlg 類(lèi)，它負(fù)責(zé)處理用戶(hù)界面上的數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)通過(guò) MFC ClassWizard 在這個(gè)類(lèi)中添加成員變量，并編寫(xiě)相應(yīng)的消息處理函數(shù)和代碼，具體代碼見(jiàn)附錄中的 paramDlg.cpp 文件。 4.4.3添加一個(gè)數(shù)據(jù)接口文件 為 了得到界面上輸入的參數(shù)，在工程中需要添加一個(gè)數(shù)據(jù)接口文件interface.cpp,定義 聲明導(dǎo)出變量和導(dǎo)出函數(shù) 。該接口文件內(nèi)容如下： #ifndef GUIINTERFACE_H #define GUIINTERFACE_H _declspec(dllexport) float m_basicDiameter,m_axisDiameter,m_basicWidth； _declspec(dllexport) int m_teethNum； 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 extern C _declspec(dllexport) BOOL LoadDialog()； extern C _declspec(dllexport) float GetBasicDiameter()； extern C _declspec(dllexport) float GetBasicWidth()； extern C _declspec(dllexport) float GetaxisDiameter()； extern C _declspec(dllexport) int GetTeethNum()； #endif 并對(duì)該項(xiàng)目下的工程文 件進(jìn)行 編譯 ,生成 股 gui. Dll。其編譯實(shí)現(xiàn)代碼見(jiàn)附錄中的 paramDlg.cpp 文件。 4.5 應(yīng)用程序注冊(cè)與運(yùn)行 要使 Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序加載到 Pro/ENGINEER 環(huán)境中，并在其中運(yùn)行，首先要制作一個(gè)名為 protk.dat 的注冊(cè)文件。通過(guò)這個(gè)文件向 Pro/ENGINEER 提供 Pro/TOOLKIT 應(yīng)用程序的有關(guān)信息，也就是告訴 Pro/ENGINEER 此應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件在哪里；菜單資源文件和對(duì)話(huà)框資源文件在哪里；以及此程序所依據(jù)的 Pro/TOOLKIT的版本信息。 4.5.1 注冊(cè)文件的編寫(xiě) 注冊(cè)文件是一個(gè)文本文件，每一行都有一個(gè)預(yù)先定義的關(guān)鍵詞。該文件的內(nèi)容如下： NAME beltwheel EXEC_FILE F:xiazheweidllclytaper.dll TEXT_DIR F:xiazheweitext STARTUP dll REVISION 2007.1 ALLOW_STOP TRUE END 4.5.2 應(yīng)用程序的注冊(cè) 編寫(xiě)好上面的注冊(cè)文件后，就可以利用此注冊(cè)文件進(jìn)行 Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序的注冊(cè)，共有兩種注冊(cè)方式：自動(dòng)注冊(cè) 和人工注冊(cè)。 （ 1） 自動(dòng)注冊(cè) 自動(dòng)注冊(cè)是指將文件放到 Pro/ENGINEER 的啟動(dòng)目錄下，在運(yùn)行Pro/ENGINEER 時(shí)， Pro/ENGINEER 自動(dòng)啟動(dòng)注冊(cè)文件里所有的 Pro/TOOLKIT應(yīng)武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 用程序。 （ 2） 人工注冊(cè) 采用這種方式時(shí)，注冊(cè)文件不在啟動(dòng)目錄下啟動(dòng)應(yīng)用程序。本文將采用人工注冊(cè)方式對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行程序注冊(cè)。下面將介紹人工注冊(cè)的具體步驟： （ a） 在 Pro/ENGINEER 環(huán)境下，單擊“工具”主菜單下的“ 輔助應(yīng)用程序”子菜單，彈出如圖示 8所示對(duì)話(huà)框。 （ b） 單擊如圖所示對(duì)話(huà)框中的“注冊(cè)”按鈕，彈出如圖 9 所示的“登記 輔助應(yīng)用程序”對(duì)話(huà)框，選擇所建立的 protk.dat 文件。 （ c） 在“登記輔助應(yīng)用程序”對(duì)話(huà)框中，單擊“打開(kāi)”按鈕，彈出對(duì)話(huà)框，單擊“啟動(dòng)”按鈕，應(yīng)用程序開(kāi)始運(yùn)行。 這時(shí)就可以看到 Pro/ENGINEER的菜單項(xiàng)中多了一個(gè)“帶輪設(shè)計(jì) ” 按鈕。 圖 8：應(yīng)用程序注冊(cè)圖 圖 9：“登記輔助應(yīng)用程序”對(duì)話(huà)框 4.5.3 應(yīng)用程序的運(yùn)行 注冊(cè)完畢后， 我們就可以看到 Pro/ENGINEER 的菜單項(xiàng)中多了一個(gè)“帶輪設(shè)計(jì) ” 按鈕（如圖 10）。點(diǎn)擊該按鈕，我們就可以進(jìn)入程序 的運(yùn)行，出現(xiàn)一個(gè)帶輪設(shè)計(jì)參數(shù)輸入的對(duì)話(huà)框。在該對(duì)話(huà)框輸入相關(guān)的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)點(diǎn)擊“確定”按鈕，就會(huì)自動(dòng)生成在該參數(shù)下的帶輪三維實(shí)體模型圖。假使輸入輪槽數(shù) 3、基準(zhǔn)直徑80、軸孔直徑 36、基準(zhǔn)寬度 8.5等參數(shù)（如圖 11），確定運(yùn)行就可以產(chǎn)生編碼為385080036帶輪的實(shí)體圖（ 如圖 12所示）。再次調(diào)用帶輪設(shè)計(jì)對(duì)話(huà)框，輸入輪槽數(shù)4、基準(zhǔn)直徑 180、軸孔直徑 45、基準(zhǔn)寬度 14等參數(shù)（如圖 13），運(yùn)行后就可以產(chǎn)生編碼為 414180045帶輪的實(shí)體圖（如圖 14）。通過(guò)以上調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)該程序可以平穩(wěn)快速的正常運(yùn)行。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 10：注冊(cè)后運(yùn)行菜單 圖 11： 385080036 參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框圖 圖 12： :編碼 385080036 實(shí)體圖 圖 13： 414180045 參數(shù)輸入對(duì)話(huà)框 圖 14：編碼 414180045 實(shí)體圖 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 在得到帶輪實(shí)體圖后，可以繼續(xù)利用 PRO/E 強(qiáng)大的圖形變換功能，將三維實(shí)體圖轉(zhuǎn)換成二維平面投影圖，從而形成生產(chǎn)車(chē)間工程用圖。同時(shí)，也可以將此圖轉(zhuǎn)入AutoCAD 中進(jìn)行繪制修改等。編碼 385080036 的帶輪轉(zhuǎn)化為二維圖的效果圖見(jiàn)圖 15。 圖 15：編碼 385080036 三維圖轉(zhuǎn)化維二維的效果圖 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 結(jié) 論 在 Pro/Engineer三維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，是一種非常實(shí)用和高效的 CAD/CAM 應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法。由應(yīng)用程序檢索和處理不同驅(qū)動(dòng)參數(shù)下的特征約束參數(shù)，調(diào)出模型庫(kù)中的對(duì)應(yīng)三維實(shí)體圖，完全可實(shí)現(xiàn)零件快速設(shè)計(jì)的要求，從而提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量 。總的來(lái)說(shuō)有以 下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)和特色： （ 1）在 VC+6.0集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)調(diào)用 Pro/E的接口程序，調(diào)用 Pro/E二次開(kāi)發(fā)包Pro/TOOLKIT很好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)傳遞和修改。 （ 2）利用 Pro/ENGINEER WILDFIRE 三維參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)上利用 Pro/TOOLKIT 開(kāi)發(fā)工具添加用戶(hù)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。 （ 3） 用戶(hù)可以結(jié)合自己實(shí)際情況定制個(gè)性化的 Pro/ENGINEER 系統(tǒng) ，做到 真正的全相關(guān)性，做到任何地方的修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有相關(guān)地方，做到管理并發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)并行工程的能力 。 （ 4）本平臺(tái)設(shè)計(jì)界面友好，操作簡(jiǎn)單 ，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想，只需輸入幾個(gè)參數(shù)，利用參數(shù)驅(qū)動(dòng)，就可生成所需的零件實(shí)體三維圖，能夠很好地提高設(shè)計(jì)效率。 本論文只是將本平臺(tái)運(yùn)用于帶輪并且沒(méi)有通過(guò)自定義特征來(lái)建模，所以其有很好的利用發(fā)展前景。在此作以下展望： （ 1）用戶(hù)自定義特征建模，利用約束特征定義，可以更大更廣泛地實(shí)現(xiàn)帶輪的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)真正的參數(shù)化。 （ 2）本平臺(tái)同樣可以發(fā)展稱(chēng)為其他零部件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，主要是對(duì)相關(guān)程序參數(shù)和模型庫(kù)等進(jìn)行一定修改就可以實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。 （ 3） Pro/ENGINEER 提供 的二次開(kāi)發(fā)工具 Pro/TOOLKIT 可以比較容易地實(shí)現(xiàn)由程序動(dòng)態(tài)地、自動(dòng)地進(jìn)行特征建模的功能，并且所建模型能由程序自動(dòng)加入較為豐富的非幾何特征，并存入模型統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)、特征庫(kù)中，為 CAD/CAM/CAE/CAPP 系統(tǒng)的集成打下良好基礎(chǔ)，這是本設(shè)計(jì)將來(lái)需要擴(kuò)展的一個(gè)重要方向。 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 謝 辭 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我熟悉參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。這種設(shè)計(jì)方法可以很好地實(shí)現(xiàn)零 部件的設(shè)計(jì)。由于參數(shù)化設(shè)計(jì)方法涉及到的知識(shí)面很廣，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很到困難，令我慶幸的是在整個(gè)過(guò)程中得到了很多老師同學(xué)的幫助和鼓勵(lì)。 首先感謝學(xué)校能夠提供很好的畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境，從實(shí)驗(yàn)室、 CAD 機(jī)房到圖書(shū)管等都免費(fèi)對(duì)我們開(kāi)放。其次要感謝我的指導(dǎo)老師葉老師，葉老師為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)制定了周密的計(jì)劃，從一開(kāi)始的翻譯到三維實(shí)體圖實(shí)現(xiàn)到編程到論文的修改等過(guò)程中都一一教我。我的每一步設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)都得益于葉老師的耐心指導(dǎo)。同時(shí)，葉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和正直的為人精神，都將對(duì)我產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了諸多 同學(xué)的幫助，在此一并表示感謝。 最后，再此感謝母校四年的培育，感謝四年來(lái)給我知識(shí)和思想的恩師！ 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 參 考 文 獻(xiàn) 1管耀文 . Pro/E機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例課堂 M.北京：人民郵電出版社， 2006年 2月 . 2吳卓 ,趙國(guó)霞 ,丁志磊 .基于 PRO/E二次開(kāi)發(fā)技術(shù)參數(shù)化技術(shù)的研究與應(yīng)用 J. 工程機(jī)械 , 2006（ 6） : 4-6. 3戴同 CAD/CAM/CAPP基本教程 M北京：機(jī)械工業(yè)出版社， l997. 4董曉英 ,李秀蓮 .現(xiàn)代 CAD技術(shù)的發(fā)展 J.農(nóng)機(jī)化研究， 2004（ 6）： 15-16. 5黃維通 .VC+面向?qū)ο笈c可視化程序設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， 2003. 6C+程序設(shè)計(jì)（第三版） .北京：清華大學(xué)出版社， 2003. 7劉玲 ,周旭東 .VC+對(duì) Pro/E二次開(kāi)發(fā)參數(shù)化的研究 J.機(jī)械， 2004（ 9）：39-41. 8王曉林，唐良寶 .Pro/Toolkit的二次開(kāi)發(fā)方法研究與實(shí)例分析 J. 機(jī)械研究與應(yīng)用 , 2006,19（ 12） :97-100. 9二代龍震工作室 . Pro/Toolkit插件設(shè)計(jì) M.北京：電子工業(yè)出版社， 2005. 10楊青等 .基于 Pro/E的三維零件模型的參數(shù)化設(shè)計(jì) J.機(jī)械設(shè)計(jì) ,2006年月 , 23(9):53-56. 11林清安 . Pro/Engineer零件設(shè)計(jì) M.北京：北京大學(xué)出版社， 2001. 12黃恒星 . Pro/Engineer模型參數(shù)分析 M.北京：人民郵電出版社， 2005. 13蔣素清 ,周如俊 ,蔣紅平 .基于 Pro/E參數(shù)化造型技術(shù)的研究與應(yīng)用 J. 邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2006,23(10):43-45. 14沈斌等 .Pro/E技術(shù)在零件參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的應(yīng)用 J.機(jī)電 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新 ,2006,19(1): 73-75. 15王曉林，唐良寶 .Pro/Toolkit的二次開(kāi)發(fā)方法研究與實(shí)例分析 J. 機(jī)械研究與應(yīng)用 , 2006,19（ 12） :97-100. 16武漢工業(yè)學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)教研室 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 17鐘啟 ,李瀟波 ,邱清盈 .基于 Pro/Engineer二次開(kāi)發(fā)帶傳動(dòng)參數(shù)化 CADJ. 輕工機(jī)械， 2006， 24（ 1） :62-64. 18徐幜 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 33.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1988. 19濮良貴 紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) M.北京：高等 教育出版社， 2001. 20Pro/Engineer數(shù)控加工及二次開(kāi)發(fā)技術(shù) M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005. 21曹淼龍等 .使用 VC開(kāi)發(fā) Pro/TOOLKIT應(yīng)用程序 J.模具工程 ,2006,61(4):53-56. 22徐軍民 ,王艷霞 .基于 Pro/E的三維參數(shù)化零件設(shè)計(jì) J.浙江科技學(xué)院報(bào) , 2005， 17(l):18-20. 23李世國(guó) Pro/Toolkit程序計(jì) M北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003 24張繼春二次開(kāi)發(fā)實(shí)用教程 M北京：北京大學(xué)出版社， 2003. 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 附表 1： V 帶輪的基準(zhǔn)直徑系列及其對(duì)應(yīng)外徑 基準(zhǔn)直徑 dd 帶型 Y Z（ SPZ） A（ SPA） B（ SPB） C（ SPC） D E 外徑 da 50 53.2 54 63 66.2 67 71 74.2 75 75 79 80.5 80 83.2 8844 85.5 85 90.5 90 93.2 94 95.5 95 100.5 100 103.2 104 105.5 106 111.5 112 115.2 116 117.5 118 123.5 125 128.2 129 130.5 132 132 136 137.5 139 139 140 144 145.5 147 150 154 155.5 157 160 164 165.5 167 170 177 180 184 185.5 187 200 204 205.5 207 209.6 212 219 221.6 224 228 229.5 231 233.6 236 243 245.6 250 254 255.5 257 259.6 265 274.6 280 284 285.5 287 289.6 315 319 320.5 322 324.6 355 359 360.5 362 364.6 371.2 375 391.2 400 404 405.5 407 409.6 416.2 425 441.2 450 455.5 457 459.6 466.2 475 491.2 500 504 505.5 507 509 516.2 519.2 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 附表 2： 帶輪鍵槽尺寸的確定 轂孔徑 d b h t2 6-8 2 2 1 8-10 3 3 1.4 10-12 4 4 1.8 12-17 5 5 23 17-22 6 6 2.8 30-38 10 8 3.3 38-44 12 8 3.3 44-50 14 9 3.8 50-58 16 10 5.3 58-65 18 11 4.4 65-75 20 12 4.9 75-85 22 14 5.4 85-95 25 14 5.4 95-110 28 16 6.4 110-130 32 18 7.4 130-150 36 20 8.4 150-170 40 22 9.4 170-200 45 25 10.5 200-230 50 28 11.4 230-260 56 32 12.4 260-290 63 32 12.4 290-330 70 36 14.4 330-380 80 40 15.4 380-440 90 45 17.4 440-500 100 50 19.5 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 附錄 3： GuiInterface.cpp 程序 #include StdAfx.h #include paramdlg.h #include guiinterface.h extern C _declspec(dllexport) BOOL LoadDialog() AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState()； CParamDlg paramDlg； if(paramDlg.DoModal() = IDOK) m_teethNum = paramDlg.m_teethNum； m_basicDiameter = paramDlg.m_basicDiameter； m_axisDiameter=paramDlg.m_axisDiameter； m_basicWidth= paramDlg.m_basicWidth； return TRUE； return FALSE； extern C _declspec(dllexport) float GetBasicDiameter() return m_basicDiameter； extern C _declspec(dllexport) float GetBasicWidth() return m_basicWidth； extern C _declspec(dllexport) float GetAxisDiameter() return m_axisDiameter； extern C _declspec(dllexport) int GetTeethNum() return m_teethNum； 附錄 4： ParamDlg.cpp 程序 / ParamDlg.cpp : implementation file / #include stdafx.h #include gui.h #include ParamDlg.h #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 #undef THIS_FILE static char THIS_FILE = _FILE_； #endif / / CParamDlg dialog CParamDlg:CParamDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/) : CDialog(CParamDlg:IDD, pParent) /AFX_DATA_INIT(CParamDlg)； m_teethNum = 0； m_basicDiameter = 0.0f； m_axisDiameter = 0.0f； m_basicWidth = 0.0f； /AFX_DATA_INIT void CParamDlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX) CDialog:DoDataExchange(pDX)； /AFX_DATA_MAP(CParamDlg) DDX_Text(pDX, IDC_BIGNUM, m_teethNum)； DDX_Text(pDX, IDC_BASICDIA, m_basicDiameter)； DDX_Text(pDX, IDC_AXISDIA, m_axisDiameter)； D