基于proe的齿轮模型库二次开发毕业论文设计(编辑修改稿)

基于proe的齿轮模型库二次开发毕业论文设计(编辑修改稿)内容摘要：

开发研究。 开发环境 开发环境包括两部分：即硬件开发环境和软件开发环境。 本课题是基于 Pro/Engineer 的二次开发，因此只要能够安装支持 Pro/E 版本即可。 建议配置如表 21 所示。 表 21 计算机配置 项目 推荐配置 CPU （建议 ） 内存 512MB以上（建议 1G） 显卡 显存 32MB 以上，推荐使用 Geforce4 以上的显卡 网卡 必须安装网卡（或使用虚拟网卡） 软件开发环境 操作平台： WindowsXP/Vista/Win7； 开发平台： Pro/ENGINEER ； 第 7 页 共 47 页 开发语言： Visual C++。 工作模式的确定 Pro/TOOLKIT 应用程序有两种工作模式：异步模式和同步模式。 ○ 1异步模式 无需启动 Pro/ENGINEER，就能够单独运行 Pro/TOOLKIT 应用程序的方法叫异步模式。 异步模式实现了两个程序的并行运行，可以只在程序需要调用 Pro/ENGINEER 功能时，才启动 Pro/ENGINEER。 但由于异步模式具有代码复杂、执行速度慢等缺点，因此一般不采用异步模式。 ○ 2同步模式 同步模式下， Pro/TOOLKIT 应用程序必须与 Pro/ENGINEER 系统同步运行。 同时，当 Pro/TOOLKIT 应用程序执行时， Pro/ENGINEER系统是处于停止状态的。 同步模式又分为两种模式 ，即动态连接模式（ DLL 模式）和多进程模式（ Multiprocess Mode）。 动态连接模式是将用户编写的 C 程序编译成一个 DLL 文件，这样 Pro/TOOLKIT 应用程序和 Pro/ENGINEER 运行在同一个进程中，它们之间的信息是直接通过函数调用实现的。 多进程模式是将用户的 C 程序编译成一个可执行文件，Pro/TOOLKIT 应用程序和 Pro/ENGINEER 运行在各自的进程中，它们之间的信息交换是由消息系统来的。 由于本设计任务要求运行 Pro/ENGINEER 时，所设计零件能自动嵌入到 Pro/ENGINEER 菜单上，兼之动态连接模式 (DLL 模式 )又较为简单，运行速度比较快，因此本设计开发将采用同步模式中的动态连接模式，即 DLL模式。 总体设计框架 本二次开发是基于 Pro/ENGINEER的关于齿轮的参数化设计。 设计的对象是齿轮。 本任务将设计多种类型的齿轮，要求用户只需选择或输入相关参数，就能自动生成所需的齿轮零件。 齿轮的类型非常多，这里将其分为两大类：圆柱螺旋齿轮和非圆柱螺旋齿轮。 圆柱螺旋齿轮又分为圆截面圆柱螺旋压缩齿轮、矩形截面圆柱螺旋压缩齿轮、圆柱螺旋拉伸齿轮、圆柱螺旋扭转齿轮等；非圆柱螺旋 齿轮分为截锥螺旋齿轮、中凹形螺旋齿轮、中凸形螺旋齿轮、非圆形螺旋齿轮等各类。 第 8 页 共 47 页 本开发的总体设计流程如图 22 所示，调用响应图如图 23 所示。 图 22 总体设计流程图 图 23 程序调用响应图 启动 Pro/E 自动加载菜单 选择自定义菜单 选择所需零件 调用对话框 输入设计参数 生成实体模型 退出程序 建立开发目录 设计菜单 设计对话框 打开 ++ 新建工程 Pro/toolkit 编程 与 Pro/E 连接 调试通过 第 9 页 共 47 页 3 齿轮的参数化设计 齿轮简介 齿轮是应用最广的一种机械传动零件，具有结构紧凑、传递动力大、效率高、寿命长、可靠性好和传动比准确等特点。 齿轮的精密锻压技术由于其显著优点；正日益受到各国研究人员的重 视，得到了蓬勃发展。 齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理，这是建立可靠的强度计算方法的依据，是提高齿轮承载能力，延长齿轮寿命的理论基础；发展以圆弧齿廓为代表的新齿形；研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺； 研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布，进行轮齿修形，以改善齿轮运转的平稳性，并在满载时增大轮齿的接触面积，从而提高齿轮的承载能力。 齿轮应用广泛，种类很多 按齿廓曲线可分为渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等。 按外形可分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆 蜗轮等； 按轮齿 所在的表面可分为外齿轮和内齿轮； 按齿线形状可分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮等。 按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。 现代工业生产系统中普遍使用齿轮装置。 齿轮传动是机械传动的重要装置，具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点，己广泛地应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域，它几乎适用于一切功率和转速范围。 目前齿轮传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。 齿轮的参数化建模 直齿圆柱齿轮应用最为广泛，如车辆的驱动齿轮、机床主轴箱内的齿轮、机械表内部齿轮等都是这些齿轮。 软齿面的齿轮承载能力较低，但制造比较容易，跑合性好， 多用于传动尺寸和重量无严格限制，以及小量生产的一般机械中。 因为配对的齿轮中，小轮负担较重，因此为使大小齿轮工作寿命大致相等，小轮齿面硬度一般要比大轮的高。 下面以直齿圆柱齿轮为例，介绍说明齿轮的参数化建模过程。 基于 Pro/Engineer 的标准渐开线直齿圆柱齿轮三维模型的建立 （ 1） .打开 Pro/ENGINEER 软件，新建一个零件，命名为“ ” ,不使用缺省模板，选择“ mmns_part_solid”，进入零 第 10 页 共 47 页 件设计环境。 （ 2） .选 取主菜单中的【工具】→【参数】命令，弹出“参数”对话框，如图 31所示，单击“＋”按钮，添加四个参数 m、 z、 alfa、b， m表示齿轮模数， z 表示齿轮的齿数， alfa 表示齿轮的压力角， b则 表 示 齿 轮 的 宽 度。 并 预 先 设 置 各 参 数 的 值。 如m=3,z=46,alfa=20,b=15。 单击“确定”按钮。 如图 31所示。 图 31 参数设置图 （ 3） .选取【工具】→【关系】命令，弹出“关系”对话框。 输入如图 32所示关系，点击确定； 第 11 页 共 47 页 图 32 关系设置图 （ 4） .选取主菜单中的【插入】→【模 型基准】→【曲线】→【从方程】，弹出记事本对话框，在该对话框中输入如图 33 所示的笛卡尔坐标系下的渐开线方程，保存关闭，最后完成确定，生成所需的渐开线，如图 34所示。 图 33 生成渐开线 图 33 渐开线方程 第 12 页 共 47 页 图 34 渐开线图形 由图 34【提交】→【完成】得到图 35 生成渐开线 3（如图 35所示）： 图 35 齿轮基本曲线和齿廓曲线图 （ 5）第一个齿槽特征创建 执行“ Edit/Feature Operations/Copy”命令，轴旋转 360、（ 4*ZS）角度生成渐开线 1。 将渐开线 3 绕坐标系 Z 执行“ Edit/Feature Operations/Copy”命令，将渐开线 1 以通过坐标原点和渐开线 3 与分度圆的交点的基准线为中心镜像生成渐开线 2。 执行“ Insert/Extrude/cut”命令，以渐开线 2及齿根圆曲线为边界切出第一个齿槽（由于基圆内没有渐开线，所以基圆内 第 13 页 共 47 页 的部分可以由一段圆弧代替）。 （ 6）完成齿轮创建 执行“ Edit/Feature Operations/Copy” 命令将第一个齿槽绕 Z 轴旋 360/ZS 角度生成第二个齿槽。 执行“ Edit/Pattern”命令复制出其他齿槽，完成齿轮的创建（如图 36 所示）： 图 36 初始齿轮模型 齿轮参数化设计程序的修改 齿 轮 创 建 完 成 后 ， 系 统 会 产 生 一 串 program, 执行 ”Tools/Program/Edit Eesign”命令，系统就会自动打开其 program文件，内容大致如下： VERSION REVNUM 2323 LISTING FOR PART GEAR INPUT END INPUT RELATIONS D=MS*ZS DB=MS*ZS*COS(ALFA) DA=MS*(ZS+2*HA) DF=MS*ZS2*MS*(HA+C) B=K*D END RELATIONS ADDFEATURE(initial number 1) INTERNAL FEATURE ID 1 DATUM PLANE NO. ELEMENT NAME INFO 第 14 页 共 47 页 1 Feature Name Defined 2 Constraints Defined Constraint1 Defined Constr Tye X Axis 3. Flip Datum Dir Defined 4 Fit Defined fit Tye Defaykt …............ (1) 此时在 ”INPUT”和 ”END INPUT”之间输入基本参数语句和提示语句： ZS NUMBER “Please enter the num_teeth of the gear:” MS NUMBER “Please enter the module number of the gear:” ALFA NUMBER “Please enter the pressure_ang:” K NUMBER “Please enter the width_coefficient of the gear:” (2)在 ”RELATIONS”和 “END RELATIONS” 之间输入关系语句： D1=DA/2 D2=B D3=DF D4=DB D5=D D16=B D25=B D7=360/(4*ZS) /*渐开线 3 旋转角度 D18=360/ZS /*第二齿槽旋转角度 D27=360/ZS /*阵列增量尺寸 D28=ZS1 /*阵列个数 当编辑完参数化程序后保存文件，关闭文字编辑器， 第 15 页 共 47 页 Pro/Engineer 信息列会出现提示信息： ”Do you want to incorporate your changes into the model?” 图 37 INPUT SEL 菜单 此时选择 ”YES”按钮，系统出现 ”GET INPUT”菜单，点击 ”ENTER”,就会出现如图 37 所示的 ”INPUT SEL”菜单，选择齿数项和模数项，根据信息列提示输入齿数 30 和模数 38所示的齿轮： 图 38 派生的齿轮模型 再次执行 ”Edit/Regenerate”命令， Pro/Engineer 会自动执行参数化设计程序，弹出图 37 所示的菜单，用户可 选择齿数，模数，压力角和齿宽系数并输入新的参数，系统就会按用户输入的新值自动生成新的齿轮。 将所建齿轮模型均存放在 text\chinese_\parts目录下。 Menu Manager Ｖ INPUT SEL ﹀ ZS ﹀ MS ﹀ ALFA ﹀ K Select All Unsel All Done Sell Quit Sell 第 16 页 共 47 页。