黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文Pro/e內(nèi)齒輪三維參數(shù)化造型設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：所在學(xué)院：工程學(xué)院學(xué) 號：專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化中國·大慶2009 年 6 月- 1 -摘 要以Pro/E Wildfire2.0為開發(fā)平臺,以直齒圓柱內(nèi)齒輪為研究對象,利用關(guān)系式約束的空間曲線,以拉伸、鏡像及陣列等方法創(chuàng)建直齒圓柱內(nèi)齒輪實(shí)體并以Pro/program模塊為開發(fā)工具,進(jìn)行圓柱內(nèi)齒輪三維參數(shù)化程序設(shè)計(jì),用戶可根據(jù)人機(jī)交互界面的提示,輸入相關(guān)參數(shù),即可自動生成圓柱齒輪的三維實(shí)體,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高設(shè)計(jì)效率在設(shè)計(jì)的過程中舉例介紹了在開發(fā)一種新型鉆桿動力鉗過程中利Pro/E的三維參數(shù)化造型功能進(jìn)行內(nèi)齒套的參數(shù)化設(shè)計(jì)過程采用這種方法可以通過改變齒輪的驅(qū)動參數(shù)直接得到不同型號零件,簡化了設(shè)計(jì)過程,節(jié)約了時間關(guān)鍵詞：Pro/E；內(nèi)齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)；Pro/programAbstractTaking Pro/E Wildfire2.0 as a development environment, taking spur internal gear as research object, the author made use of stretch and mirror method, the entity of gear is attained. Then taking Pro/program as development tool, the 3D-solid parameterized design for the spur in-ternal gear is attained. Inputting some basic parameters of the gear, the strict 3D-solid of the spur gear is automatically generated. So it can shorten the period of development and improve the efficiency.So ,for example,Based on the software Pro/E,a process of parametric design of the internal gear used in drill pipe tone is introduced. By this method, different types of the parts can be gained by inputting different power pa-rameters easily. It has simplified the design procedure and save the timeKey words：Pro/E；internal gear；parametric design；Pro/ program目 錄摘 要 IAbstract II1緒論 11.1 PRO/E參數(shù)化造型設(shè)計(jì)的意義 11.2 PRO/E 軟件的介紹 11.2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 21.3 PRO/E 的二次開發(fā) 21.3.1自動特征建模實(shí)例 41.3.2 PRO/E與MFC的接口開發(fā) 41.3.3 關(guān)于PRO/E二次開發(fā)小結(jié) 41.4 PRO/E軟件研究動態(tài) 52 內(nèi)齒輪的設(shè)計(jì)方法 72.1內(nèi)齒輪設(shè)計(jì)的分析 72.2．基于Pro/Program二次開發(fā)齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的步驟 72.2.1 齒輪齒槽形狀的精確確定 72.3 設(shè)計(jì)舉例 82.4現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)理論方法 93、參數(shù)化實(shí)際的研究動態(tài) 103.1參數(shù)化設(shè)計(jì)方法 103.2國內(nèi)外發(fā)展趨勢 103.3參數(shù)化設(shè)計(jì)意義 103.4參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法和實(shí)現(xiàn)原理 113.5參數(shù)化模型的建立 133.5.1程序參數(shù)化 133.5.2交互參數(shù)化法 143.5.3構(gòu)造過程法 143.5.4離線參數(shù)化方法 143.5.5圖形的局部參數(shù)化 153.5.6工程圖樣的參數(shù)化 154、設(shè)計(jì)步驟 164.1研究思路 164.2漸開線的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 164.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 164.3.1 參數(shù)分析及設(shè)置 164.3.2　零件模型的建立 174.3.3　建立參數(shù)間關(guān)系 174.3.5　結(jié)語 234.4 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷 244.4.1.不能支持設(shè)計(jì)過程的完整階段 244.4.2.不符合工程設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣 244.4.3.無法支持并行設(shè)計(jì)過程 25結(jié) 論 26參考文獻(xiàn) 27致 謝 29IV1緒論1.1 PRO/E參數(shù)化造型設(shè)計(jì)的意義當(dāng)今的工業(yè)領(lǐng)域，越來越多地把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造、數(shù)據(jù)管理與信息技術(shù)融為一體，以此提高工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。

以前，三維產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)都是首先由設(shè)計(jì)師在圖板上畫出圖樣，然后由圖形軟件使用人員根據(jù)圖樣繪制出產(chǎn)品模型，這樣既浪費(fèi)了人力和物力，設(shè)計(jì)效率也比較低隨著PRO/E軟件的廣泛應(yīng)用，以其開放性體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，利用高級編程語言設(shè)計(jì)程序來實(shí)現(xiàn)三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)，這樣無疑提高了設(shè)計(jì)的自動化水平本文正是以PRO/E通過高級語言程序設(shè)計(jì)進(jìn)行圖形繪制軟件的二次開發(fā)，使用戶通過友好的參數(shù)設(shè)定界面輸人齒輪參數(shù)，根據(jù)不同的參數(shù)，自動生成一系列齒輪模型，既節(jié)省了資源，也縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，對工業(yè)產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展有重要意義1.2 PRO/E 軟件的介紹Pro／Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（ Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。

這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這些都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實(shí)現(xiàn)的，用戶更可以配上Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能它在單用戶的環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力（人工）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)），并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出 Pro/Engineer功能如下： (1)特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； (2)參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； (3)通過零件的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計(jì)； (4)支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等）； (5)貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方的變動），其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展Pro/ENGINEER的基本功能.Pro/e是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動化軟件，是新一代產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。

1.2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活單一數(shù)據(jù)庫 Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的換言之，在整個設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來這一優(yōu)點(diǎn)使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜1.3 PRO/E 的二次開發(fā)近年來，模具工業(yè)發(fā)展迅速，CAD／CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面的應(yīng)用，起到了至關(guān)重要的作用，它被認(rèn)為是現(xiàn)代模具技術(shù)的核心和重要的發(fā)展方向。

Pro／ENGINEER(以下簡稱Pro／E)作為全球最完善的模具設(shè)計(jì)軟件，廣泛應(yīng)用在我國模具行業(yè)中 不過，在國內(nèi)的一些公司和企業(yè)中，Pro／E作為一種軟件工具，主要還是集中在輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用之上，而對于該軟件的二次開發(fā)卻相對嚴(yán)重滯后，其他軟件的情況也是一樣所以以商品化的CAD／CAM軟件為平臺進(jìn)行二次開發(fā)，使國外這些軟件工具適合我國生產(chǎn)的設(shè)計(jì)要求，是很有必要的，這也是目前國內(nèi)在使用國外的CAD軟件時的一項(xiàng)重要工作對Pro／E進(jìn)行二次開發(fā)，對于我國的企業(yè)來說，有著很大的意義，它不僅可以使軟件適合國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計(jì)要求，還可以大大地節(jié)省設(shè)計(jì)成本和人力物力，縮短生產(chǎn)周期，給我國的模具工業(yè)生產(chǎn)帶來很大的方便 一般來說，對Pro／E進(jìn)行開發(fā)有兩種方法，第一種是利用該軟件自帶的PROGRAM語句進(jìn)行開發(fā)，第二種是利用Pro／E的Pro／TOOLKIT模塊，通過編寫C語言代碼來進(jìn)行開發(fā)Pro／TOOLKIT為用戶程序、軟件及第三方程序提供了與Pro/e的二次開發(fā)功能Pro/E是一種采用了特征建模技術(shù)，基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的參數(shù)化的通用CAD系統(tǒng)利用它提供的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT，在Pro/E的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，可以比較方便地實(shí)現(xiàn)面向特定產(chǎn)品的程序自動建模功能，并且可以把較為豐富的非幾何特征如材料特征、精度特征加入所產(chǎn)生的模型中，所有信息存入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，是實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAM集成的關(guān)鍵技術(shù)之一。

本文分別對幾何特征和非幾何特征的程序自動建模技術(shù)進(jìn)行論述CAD系統(tǒng)要和其它系統(tǒng)集成往往需要通用數(shù)據(jù)庫接口然而直到2.0版的Pro/TOOLKIT仍沒有提供數(shù)據(jù)庫編程接口另外，彈出式對話框是目前最先進(jìn)最流行的一種人機(jī)交互界面，能向用戶提供圖形與文字共存的可視化環(huán)境，使操作更為自然、簡便和快速，但Pro/TOOLKIT只提供下拉式菜單（包括菜單欄標(biāo)題及其菜單項(xiàng)）的編程接口，而沒有提供開發(fā)對話框的編程接口本文研究并開發(fā)了Pro/TOOLKIT與MFC的接口，利用MFC強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)對話框的開發(fā)與數(shù)據(jù)庫的訪問幾何特征的程序自動建模方法分析對于幾何特征的程序自動建模，Pro/TOOLKIT提供了以下三種方法來實(shí)現(xiàn)：特征描述每一個特征由不同的特征元素樹（featureelementtree）來定義在程序中對每個。