熊義君 王國(guó)榮

（武漢大學(xué)東湖分校工學(xué)院，湖北 武漢 430212）

Pro/ENGINEER(簡(jiǎn)稱(chēng)Pro/E)作為一個(gè)大型的三維造型軟件[1]，由它率先采用的革命性的設(shè)計(jì)思想——基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)，領(lǐng)導(dǎo)了現(xiàn)代CAD發(fā)展的潮流。近年來(lái)齒輪的三維建模成為工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常要進(jìn)行的工作，但齒輪的三維建模較為復(fù)雜,因此提高齒輪的設(shè)計(jì)效率具有重要的實(shí)際工程意義;另一方面,Pro/E功能十分強(qiáng)大,還能通過(guò)VC++6.0開(kāi)發(fā)基于Pro/E的參數(shù)化齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

1 齒輪參數(shù)化整體設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)總體框架包含三大部分的內(nèi)容：參數(shù)化模型的創(chuàng)建，對(duì)應(yīng)參數(shù)對(duì)話(huà)框的設(shè)計(jì)，參數(shù)化模型與對(duì)話(huà)框之間的參數(shù)傳遞程序設(shè)計(jì)。程序運(yùn)行框架如圖1。

圖1 程序運(yùn)行框架

2 參數(shù)化模型的創(chuàng)建

以某斜齒輪的創(chuàng)建過(guò)程為例說(shuō)明參數(shù)化模型的創(chuàng)建過(guò)程。

2.1 新建空文件。在Pro/E中新建一個(gè)零件文檔。

2.2 設(shè)置創(chuàng)建齒輪的有關(guān)參數(shù)。

2.3 創(chuàng)建齒輪齒頂圓，節(jié)圓，齒根圓，基圓及其參數(shù)關(guān)系[2-3]。如圖2所示。

2.4 畫(huà)漸開(kāi)線(xiàn)。拉伸一個(gè)圓柱實(shí)體首先執(zhí)行【插入/拉伸】命令,然后單擊【圖標(biāo)】按鈕,進(jìn)入草繪環(huán)境,通過(guò)【使用邊】命令選取漸開(kāi)線(xiàn),修剪漸開(kāi)線(xiàn)多余部分,完成漸開(kāi)線(xiàn)截面繪制.最后將其拉伸成曲面,再在【關(guān)系】窗口中定義控制拉伸厚度的關(guān)系式,完成漸開(kāi)線(xiàn)齒廓曲面的創(chuàng)建。然后切第一個(gè)齒槽，參數(shù)化陣列齒槽。最后進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)[4-5]及鍵槽設(shè)計(jì)。完成齒輪參數(shù)化模型創(chuàng)建的結(jié)果如圖3。

3 對(duì)話(huà)框設(shè)計(jì)工具比較分析

對(duì)話(huà)框主要用下拉式菜單，選擇給定的參數(shù)表中的參數(shù)，用以傳遞對(duì)話(huà)框的參數(shù)到Pro/E模型中。在設(shè)計(jì)的對(duì)話(huà)框[6]中，用戶(hù)可自定義參數(shù)，這樣便于用戶(hù)設(shè)計(jì)齒輪時(shí)參數(shù)的靈活輸入。舉例如圖4。

4 齒輪參數(shù)化程序設(shè)計(jì)

齒輪參數(shù)化程序設(shè)計(jì)是指模型參數(shù)與對(duì)話(huà)框之間的參數(shù)傳遞程序設(shè)計(jì)。該部分的設(shè)計(jì)可為兩個(gè)部分。

4.1 程序?qū)?duì)話(huà)框的參數(shù)的檢索。

4.2 把檢索的參數(shù)賦值給已參數(shù)化的模型，再生模型。模型的再生過(guò)程是通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊“模型創(chuàng)建”按鈕來(lái)觸發(fā)，所以參數(shù)化程序設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是對(duì)“模型創(chuàng)建”按鈕的動(dòng)作函數(shù)的設(shè)計(jì)。

通過(guò)以上的過(guò)程介紹，在前面介紹的參數(shù)對(duì)話(huà)框中直接更改齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)如齒數(shù)、齒寬、頂隙系數(shù)等的數(shù)值,然后選擇再生模型,這樣就輕松完成新齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上研究，利用Pro/ENGINEER、Pro/TOOLKIT和Visual C++6.0等進(jìn)行Pro/E的二次開(kāi)發(fā)，將齒輪零件進(jìn)行參數(shù)化、模塊化，將齒輪的幾何參數(shù)用設(shè)計(jì)參數(shù)加以約束,這樣就不用再進(jìn)行繁瑣的手工建模過(guò)程。用戶(hù)只需輸入齒輪的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，便能快捷準(zhǔn)確地得到自己想要的模型，大大方便了用戶(hù)，提高了設(shè)計(jì)效率。

[1]李世國(guó).Pro/TOOLKIT程序設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6:1～299.

[2]孫恒，陳作模主編，機(jī)械原理第六版[M].北京：高等教育出版社，2000.8:292～351.

[3]齒輪手冊(cè)編委會(huì).齒輪手冊(cè):第5篇[K].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[4]鄭增銘,郭攀成.機(jī)械力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)(下冊(cè))[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,2002.

[5]韓玉龍.Pro/Engineer Wildfire3.0零件設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

[6]劉瑩，張福潤(rùn).Pro/Engineer二次開(kāi)發(fā)中用戶(hù)界面的制作[J].現(xiàn)代機(jī)械，2004,(2):52～55.