精品基于ProE的齿轮模型库二次开发毕业论文.docx

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精品基于ProE的齿轮模型库二次开发毕业论文

长江大学

毕业设计（论文）

题目：

基于Pro/E的齿轮模型库二次开发

毕业论文（设计）开题报告

论文（设计）题目：

基于Pro/E的齿轮模型库二次开发

系　　别：

机械工程系

专业（班）：

机电一体化工程

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

毕业论文（设计）开题报告

题目

基于Pro/E的齿轮模型库二次开发

院校

长江大学

年级

开题日期

学号

姓名

指导教师

1、选题目的和意义：

如今，虽然绘图软件很多，而且建模方法也越来越智能，易学易懂。

但是有些模型，具有相似性和通用性，如标准件，常用件等。

如果每用一次都要建一次模型，那么将会大大延长设计周期，如此繁琐而重复的步骤，将给设计者带来不必要的负重。

本课题将通过参数化建模，解决这一问题。

用户只需正确选择或输入零件相关参数，Pro/E便能自动生成用户所需的模型，这样大大缩短了开发设计的时间，提高了零件的结构设计效率。

Pro/ENGINEER提供了强大的三维几何造型功能，使我们能够创建出各种复杂的几何模型，作为通用的三维CAD/CAM系统在功能上基本能够满足产品三维设计要求，但有时这些功能并不能满足我们的需求。

例如标准零件系列，它们的结构都是相同的，区别只在于尺寸，如果标准零件系列都通过三维建模的方式来实现，那么工作量将非常巨大。

虽然Pro/ENGINEER自身也有一些模型库，但是这远远满足不了用户的要求。

因此，也就有了本课题研究开发的必要。

2、国内外研究现状综述：

Pro/Engineer系统是美国ParametricTechnologyCorporation（简称PTC）的产品。

PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。

利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

3、选题研究内容：

本文首先简单介绍了一些绘图软件特别是Pro/ENGINEER的现状，说明了研究本课题的必要性以及重要性；其次介绍了一些Pro/ENGINEER二次开发工具；接着确定本二次开发的总体方案；最后详细地介绍了对齿轮进行二次开发的全过程。

本文的重点在于对齿轮进行二次开发的部分。

对齿轮的设计研究将包含以下内容：

1齿轮的参数化建模；

2设计齿轮菜单及对话框（其中包含实现对话框上各按钮的功能的相应程序）；

3检验设计是否能达到预期功能力。

4、本选题研究技术路线、研究方法和要解决的关键问题

首先简单介绍了与本课题相关的Pro/E二次开发功能，包括自定义菜单的生成、对话框的制作、Pro/TOOLKIT应用程序的执行。

其次根据本课题的要求，分析了齿轮二次开发的整体设计思路。

然后以直齿圆柱齿轮为例，较详细地说明了利用Pro/TOOLKIT及VisualC++6.0在Pro/E二次开发中的应用，并给出了测试实例。

最后对开发的三维建模程序进行测试。

关键问题：

二次开发语言，开发工具的确定，开发环境，工作模式的确定齿轮的参数化建模，菜单与对话框的开发设计

5、调研计划及主要参考文献

调研计划：

[1]方案的确定

[2]二次开发语言（Pro/TOOLKIT）

[3]开发工具的确定

[4]开发环境

[5]工作模式的确定

[6]总体设计框架

[7]齿轮的参数化建模

[8]菜单与对话框的开发设计

[9]编写对话框资源文件

[10]程序验证

主要参考文献:

[1]李世国.Pro/TOOLKIT程序设计[M].北京：

机械工业出版社，2003.6:

1～299.

[2]吴立军，陈波.Pro/ENGINEER二次开发技术基础[M].北京：

电子工业出版社，2006.7：

1～127.

[3]张继春.Pro/ENGINEER野火版二次开发实用教程[M].北京：

北京大学出版社，2003.6:

1～348.

[4]张英会，刘辉航，王德成等.齿轮手册[M].北京：

机械工业出版社，1997.6:

1～300.

[5]何健辉，董方鹏，实用VisualC++6.0教程[M].北京：

清华出版社，2002.1:

1～286.

[6]曹德权，唐定勇，Pro/EWildfire2.0中文版基础设计[M].北京：

电子工业出版社，2004，6：

1～158.

[7]张智明，李预斌.精通Pro/ENGINEER中文野火版－零件设计篇[M].北京：

中国青年电子出版社，2004,9：

1～258.

[8]刘竹清.Pro/EWildfire入门与提高实用教程[M].北京：

中国铁道出版社，2003,9：

1～342.

[9]ParametricTechnologyCorporation.Pro/ENGINEERWildfireOnline

[10]ParametricTechnologyCorporation.Pro/ENGINEERWildfirePro/TOOLKITUser’sGuide[M].USA:

PTC,2003

6、指导教师意见：

指导教师（签名）：

年月日

7、开题审查小组审查意见：

教研室主任或组长签名：

年月日

开题审查小组组成名单

组成

姓名

职称

所在单位

签字

组长

成

员

说明：

1、开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，交指导教师审阅，并接受学校和系（院）检查。

2、开题报告不需要在本手册上填写，应按照该格式另行装订成册。

目录

1引言1

1.1CAD/CAM的发展现状1

1.2课题的提出及意义2

1.3预期功能3

1.4本论文内容3

2二次开发总体方案的确定4

2.1二次开发语言（Pro/TOOLKIT）4

2.2开发工具的确定4

2.3开发环境6

2.3.1硬件开发环境6

2.3.2软件开发环境6

2.4工作模式的确定7

2.5总体设计框架7

3齿轮的参数化设计9

3.1齿轮简介9

3.2齿轮的参数化建模9

4菜单与对话框的开发设计16

4.1菜单的设计16

4.1.1编写菜单信息资源文件17

4.1.2编写菜单操作源程序18

4.1.3注册运行24

4.2对话框的设计25

4.2.1编写对话框资源文件26

4.2.2编写对话框操作源程序27

4.3程序验证28

5本设计任务所完成的零件清单30

结论35

致谢36

参考文献37

附录鉴定意见表38

基于Pro/E的齿轮模型库二次开发

摘要：

本课题针对多种类型齿轮，提出基于Pro/E平台进行二次开发的一种可行方案。

并且成功开发设计出能满足用户要求的齿轮模型库。

本文首先简单介绍了与本课题相关的Pro/E二次开发功能，包括自定义菜单的生成、对话框的制作、Pro/TOOLKIT应用程序的执行。

其次根据本课题的要求，分析了齿轮二次开发的整体设计思路。

然后以直齿圆柱齿轮为例，较详细地说明了利用Pro/TOOLKIT及VisualC++6.0在Pro/E二次开发中的应用，并给出了测试实例。

最后对开发的三维建模程序进行测试。

结果表明：

开发程序正确无误，建模迅速，大大提高了这类通用件在Pro/E平台上的设计效率。

关键词：

Pro/E、二次开发、齿轮模型库、Pro/TOOLKIT、VisualC++6.0

TheSecondaryDevelopmentofGearPartsLibrary

BasedonPro/E

Abstract：

ThisarticleintroducesafeasiblemethodofsecondarydevelopmentbasedonPro/Eagainstsomekindsofgears.Andthegearpartslibraryissuccessfullydesignedmeettotheuserrequirements.

Firstly,thisarticlesimplyintroducesthesecondarydevelopmentfunctionsofPro/Ereferringtothistaskwhichincludesthecreationofmenu,thecreationofthedialogue,thePro/TOOLKITprocedureexecution.Thentheprecepttotheoveralldesignwayofgearsecondarydevelopmentisanalyzed.Withanexampleofaroundcross-sectionhelicalcompressiongearindetail,itparticularlydescribestheapplicationofPro/TOOLKITandVisualC++6.0inthesecondarydevelopmentbaseonPro/E,andtestexamples.Atlast,thetestofallprocessofthree-dimension-part-modeldrivenbydatabaseisperformedindicatesthattheprogramisright,andthemoldcanbesetupquickly.TheefficiencyforthedesignofinterchangeablepartbasedonPro/Ecanbeincreased.

Keywords:

Pro/E、SecondaryDevelopment、Gearpartslibrary、Pro/TOOLKIT、VisualC++6.0

1引言

1.1CAD/CAM的发展现状

CAD/CAM技术作为电子信息技术的重要组成部分，其应用已遍及各个工程领域，是工程设计、产品制造业界的一场革命。

经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。

以前CAD/CAM技术大都是在工作站平台上运行和开发，随着计算机水平的大幅提高，目前CAD/CAM软件均可以在微机上运行。

微机平台为普及CAD的应用创造了绝好的条件。

在此基础上，CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。

目前CAD/CAM软件动态如下:

Unigraphics（UG）

UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。

该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。

在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。

SOLIDEDGE

SOLIDEDGE是真正Windows软件。

它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是充分利用Windows基于组件对象模型（COM）的先进技术重写代码。

SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容，与Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。

SOLIDEDGE具有友好的用户界面，它采用一种称为SmartRibbon的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。

SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。

AutoCAD

AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。

Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。

目前在CAD/CAE/CAM工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。

Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。

AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件，它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。

AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。

在许多实际应用领域（如机械、建筑、电子）中，一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。

Pro/Engineer

Pro/Engineer系统是美国ParametricTechnologyCorporation（简称PTC）的产品。

PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。

利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

Pro/Engineer系统主要功能如下:

（1）真正的全相关性，任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方；

（2）具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力；

（3）具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图；

（4）容易使用，可以极大地提高设计效率。

Pro/Engineer系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。

整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。

Pro/Engineer建立在工作站上，系统独立于硬件，便于移植。

因此，本开发利用Pro/Engineer为平台对齿轮进行二次开发。

1.2课题的提出及意义

产品的三维设计离不开CAD/CAM系统的支持，具有技术成熟、功能强大的Pro/ENGINEER参数化造型系统在设计和制造业中引起了人们的重视，并得到了日益广泛的应用。

Pro/ENGINEER提供了强大的三维几何造型功能，使我们能够创建出各种复杂的几何模型，作为通用的三维CAD/CAM系统在功能上基本能够满足产品三维设计要求，但有时这些功能并不能满足我们的需求。

例如标准零件系列，它们的结构都是相同的，区别只在于尺寸，如果标准零件系列都通过三维建模的方式来实现，那么工作量将非常巨大。

虽然Pro/ENGINEER自身也有一些模型库，但是这远远满足不了用户的要求。

因此，也就有了本课题研究开发的必要。

机械产品的开发过程中会用到大量的通用零件、标准件、相似件。

如何建立这些常用零部件的库，利用已有的资源，花费较少的时间完成产品设计是用户非常关心的问题。

建立这些通用件、标准件、相似件零件库作为一项可行方案，一方面可以避免不同设计者的重复劳动，提高设计效率,提高设计的标准化程度，减少错误发生率，缩短产品开发周期；另一方面还可以基于该软件的三维实体模型进行更深层次的分析（如有限元分析等），以确保机械设计结果安全可靠。

综上，对某些特殊零件进行二次开发是非常有必要的。

因此也就有了本课题的提出。

1.3预期功能

如今，虽然绘图软件很多，而且建模方法也越来越智能，易学易懂。

但是有些模型，具有相似性和通用性，如标准件，常用件等。

如果每用一次都要建一次模型，那么将会大大延长设计周期，如此繁琐而重复的步骤，将给设计者带来不必要的负重。

本课题将通过参数化建模，解决这一问题。

用户只需正确选择或输入零件相关参数，Pro/E便能自动生成用户所需的模型，这样大大缩短了开发设计的时间，提高了零件的结构设计效率。

1.4本论文内容

在本课题中，主要是基于Pro/E或UG为二次开发平台，实现高效快速的参数化齿轮建模。

本人负责齿轮模块的二次开发设计。

本文首先简单介绍了一些绘图软件特别是Pro/ENGINEER的现状，说明了研究本课题的必要性以及重要性；其次介绍了一些Pro/ENGINEER二次开发工具；接着确定本二次开发的总体方案；最后详细地介绍了对齿轮进行二次开发的全过程。

本文的重点在于对齿轮进行二次开发的部分。

对齿轮的设计将包含以下内容：

齿轮的参数化建模；

设计齿轮菜单及对话框（其中包含实现对话框上各按钮的功能的相应程序）；

检验设计是否能达到预期功能。

2二次开发总体方案的确定

2.1二次开发语言（Pro/TOOLKIT）

Pro/TOOLKIT是美国ParametricTechnologyCorporation（PTC）公司为Pro/ENGINEER软件提供的开发工具包，其主要目的是让用户或第三方通过C程序代码扩充Pro/ENGINEER系统的功能，开发基于Pro/ENGINEER系统的应用程序模块，不仅如此，还可以利用Pro/TOOLKIT提供的UI对话框、菜单以及VC的可视化界面技术，设计出方便实用的人机交互界面，从而大大提高系统的使用效率。

Pro/TOOLKIT是Pro/ENGINEER的一个应用程序接口（API），它的编程语言是C语言，可以对Pro/ENGINEER进行功能扩展，满足PTC客户的特定需求。

而且，Pro/TOOLKIT提供了定制标准Pro/ENGINEER用户界面的能力，自动执行重复性的程序，通过Pro/ENGINEER集成的内部程序（Dll）或外部应用程序（Exe）可以为造型用户提供自定义的应用程序、设计规划和绘图自动化。

Pro/TOOLKIT工具包提供了开发Pro/ENGINEER所需的函数库文件和头文件，使用户编写的应用程序能够安全地控制和访问Pro/ENGINEER，并可以实现应用程序模块与Pro/ENGINEER系统的无缝集成。

Pro/TOOLKIT工具包是随Pro/ENGINEER安装盘一起提供的，安装时在“元件”列表框中选中“APIToolkits”复选框，并在“子元件”列表框中选中“Pro/TOOLKIT”复选框，这样将在Pro/ENGINEER系统的默认目录下自动创建两个下级目录：

protoolkit和prodevelop。

Pro/TOOLKIT采用面向对象的程序设计方法（Object_OrientedProgramming）。

在Pro/ENGINEER和应用程序之间主要是通过特定的数据结构来传递信息，以应用程序来说这种数据结构并不是直接访问的，而只能通过Pro/TOOLKIT提供的函数来访问。

2.2开发工具的确定

Pro/ENGINEER软件本身自带了一些二次开发工具，如族表工具、用户定义特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Pro/Toolkit等。

以下简单介绍上述几种二次开发工具：

族表（FamilyTable）

通过族表可以方便地管理具有相同或相近结构的零件，特别适用于标准零件的管理。

族表工具是通过建立一个通用零件作为父零件，然后在其基础上对各参数加以控制生成派生零件。

整个族表是通过电子表格来实现的，因此可以称其为表格驱动。

用户定义特征（UDF）

用户定义特征是将若干个系统特征整合为一个自定义特征，使用时作为一个整体出现。

UDF适用特定产品的特定结构，有利于设计者根据产品特征快速生成几何模型。

Pro/Program

Pro/ENGINEER软件对于每个模型都有一个主要设计步骤和参数列表Pro/Program,它是由类似BASIC的高级语言构成，用户可以根据设计需要来编辑该模型的Program,使其以一个程序来工作。

通过运行该程序，系统通过人机交互的方法来控制系统参数、特征出现与否以及特征的具体尺寸等。

J-link

J-link是Pro/ENGINEER中自带的基于JAVA语言的二次开发工具，是一种面向对象、独立于操作系统平台的开发工具。

用户通过JAVA编程实现向Pro/ENGINEER软件添加功能。

Pro/TOOLKIT

Pro/TOOLKIT同J-link一样也是Pro/ENGINEER自带的二次开发工具。

在Pro/TOOLKIT中，PTC向用户提供了大量的C语言函数库，函数采用面向对象的风格。

通过调用这些底层函数，用户能方便而又安全地访问Pro/ENGINEER的数据库及内部应用程序，进行二次开发，扩展一些特定功能。

上述各种二次开发工具集中在Pro/ENGINEER的“工具”菜单中，如图2-1所示。

其中“辅助应用程序”主要用来调用Pro/TOOLKIT程序。

图2-1开发工具

由于Pro/TOOLKIT具有函数简单，应用方便等优点，本课题将使用Pro/TOOLKIT进行二次开发研究。

2.3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。

2.3.1硬件开发环境

本课题是基于Pro/EngineerWildfire2.0的二次开发，因此只要能够安装支持Pro/EWildfire2.0版本即可。

建议配置如表2-1所示。

表2-1计算机配置

项目

推荐配置

CPU

1.6GHz以上（建议2.0GHz）

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）

2.3.2软件开发环境

操作平台：

WindowsXP/Vista/Win7；

开发平台：

Pro/ENGINEERWildfire2.0；

开发语言：

VisualC++6.0。

2.4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。

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。

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。