机械CAD解析.docx
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机械CAD解析
机械CAD/CAM课程论文
论文题目PRO/E工程图齿轮建模及二次开发
学院名称核技术与自动化工程学院
专业名称机械工程
学生姓名
学生学号
任课教师龚迪琛
论文成绩
教务处制
2016年7月8日
填写说明
1、专业名称填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；
2、格式要求：
格式要求：
1用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
2打印排版：
正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。
字符间距为默认值（缩放100%，间距：
标准）；页码用小五号字底端居中。
3具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体）；
正文部分采用三级标题；
第1章××（小二号黑体居中，段前0.5行）
1.1×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T7714－2005）》。
PRO/E工程图齿轮建模及二次开发
摘要
在高度信息化和电子化的今天，传统的手绘工程图已经跟不上时代，利用AUTOCAD一点一点绘制工程图也显得效率不高，我们使用PRO/E将设计的零件三维图建立好之后，利用PRO/E,就可以利用Pro-Engineer来绘制工程图，或由其他糸统读入相关的档案。
关键词工程图；齿轮建模；ProE二次开发
第1章PRO/E工程图设计
1.1ProE导出工程图概述
在高度信息化和电子化的今天，传统的手绘工程图已经跟不上时代，利用AUTOCAD一点一点绘制工程图也显得效率不高，我们使用PRO/E将设计的零件三维图建立好之后，利用PRO/E,就可以利用Pro-Engineer来绘制工程图，或由其他糸统读入相关的档案。
由于图面与其来源之母零件档是互相关连的，所以其中之一若作了尺寸或其他修改，结果将会自动修正另一档案的显示和资料。
1.1.1绘制工程图的步骤
1.进入"Drawing"-"Creat"进行一新图形档之制作，并输入档名。
选择图纸大小（A0-A4,A-E）或输入已设定之图框。
2.选"View","AddView"加入一视图,输入欲产生工程图之零件档名。
选择视图之种类：
Projection：
投影图Auxiliary：
辅助视图General：
不等角视图Detailed：
细部放大图Revolvez：
旋转剖面图以左键点出视图欲放置之位置，此时糸统将自动绘出该零件档之不等角视图。
3.选"Orietation"设定零件视角。
选取"Top"或"Bottom"指令，再选"Font"或"Back"指令，指定两平面定出零件的正视或上视方向，完成後糸统即将不等角视图转成正视图。
4.选"Done"，完成一投影视图。
5.重复步骤?
4-6，逐一指定视图位置，以完成其他视图。
6.选"Done"，结束"View"的操作。
7.选"Detail"，进行尺寸产生。
8.选"Show"，将相关资料显示出来。
9.选"Dimension"，表示显示项目为尺寸。
10.选"ShowAll"，把所有尺寸自动显示出来。
若尺寸标示位置不佳时，可利用"Detail"下的"Move"指令，再以滑鼠左键选取要移动的尺寸标示，此时被选取的尺寸标示会随著滑鼠的移动而移动，当搬到适当的位置时，使用者可以按中间键来固定尺寸标示。
11.选"sheet"，"Format"。
以"Add/Replace"指令，可以加入或取代原已存在之图框。
1.2怎样出符合国标的工程图
用Pro/E做三维图功能很强大，但在生成二维图时，却很难生成符合国家标准的图纸。
下面这些技巧，将告诉我们怎样使proe工程图符合国标。
一、尺寸公差1、公差标准与等级Pro/E提供两种公差标准，美国标准ANSI,国际及欧洲标准ISO/DIN标准。
公差分四级由高到低分别是Fine,Medium,Corase及VeryCorase。
关于这两个参数我们既可以用系统的缺省值，也可以在config.pro中由Tolerence_standend及Tolerence_class设定。
二、形位公差1、形位公差的基准符号Pro/E提供的基准的表示符号与我国不同，因此我们必须用自定义符号来标注基准面、基准轴、当我们的符号库里有了此符号以后（符号定义过程见附页），基准的标注过程如下：
插入→绘图符号→定制，弹出符号标注窗口第一步：
选符号第二步：
选属性第三步：
插入位置第四步：
OK第五步：
在符号的适当位置输入文本2（3）标形位公差插入→几何公差，此时弹出参数窗口。
当要标注的形位公差类型确定后，通常有四方面的工作要做，分别是：
1、ModelRefs参考模型2、DatumRefs参考基准3、TolValue公差值4、Symbols其他符号，当窗口中的各项内容填充完成后，完成标注。
三、装配图中零部件序号：
利用明细表，在Pro/E中可自动标注件号，表→BOM球标→设置区域→定制→选取相应重复区域→检索→选取相应符号→创建球标→根据视图→选取相应视图即可。
四、制定明细表手册1.在Pro/E的table功能中，是允许将一个RepeatRegion分开的，用法如下：
选取相应表后→表→编页→设置延拓，点取分割的位置，RepeatRegion即会只剩下分割位置以前的一部分，同时，会按相同的大小分成多页，并自动加上图框。
五、视图中不显示相切线解决方法:
双击试图→试图显示→不显示切线→完成。
六、倒角解决方法：
/插入/注释/ISO导引/相切方向/制作注释/无箭头/点倒角斜边
七、装配中轴的剖面线处理选取剖面线/属性/排除元件/选轴零件/DONE
八、粗糙度的标注方法符号放在轮廓线上：
插入/表面光洁度/检索/Machined/法向/选取边/输入值。
符号放在尺寸线上：
插入/表面光洁度/检索/Machined/法向/选取尺寸/选取尺寸引出线/OKAY/选取边/输入值。
九、剖面线箭头Pro/E中剖面线符号中间为点划线连线，不符合国标。
解决方法：
插入/断点/点取要去除的线段部分
十、螺纹标注不合国标解决方法：
以孔轴直径尺寸为基础，插入/尺寸/新参照，标注孔，右键/属性/加前、后缀。
十一、尺寸上有很多附加项（如4XO20-深40）解决方法：
选中尺寸/属性/在编辑框中添加相关项。
十二、消除一些不需要的线解决方法:
视图→绘图显示→边显示→拭除→选要消除的线/完成。
第2章PRO/E齿轮建模
2.1齿轮建模基本知识
理解齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。
并且用事先设置好的参数来控制圆的大小，分度圆直径d=z×m，基圆直径db=d×cosa，齿顶圆直径da=d+2ha，齿根圆直径df=d-2hf，其中，z——齿数；m——模数；a——齿形角；ha——齿顶高；hf——齿根高。
2.2Pro/E齿轮建模过程
用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线
渐开线
x=a（cost+tsint）
y=a（sint-tcost）
平面上一动直线沿固定圆作纯滚动时,此直线上任意点的轨迹为该圆的渐开线.
首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第2步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度
Pro/E齿轮建模过程
拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体
Pro/E齿轮建模过程
将上一步创建的轮齿进行阵列，完成齿轮的基本外形。
这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。
创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征，并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。
2.3斜齿轮建模
2.3.1斜齿轮优点
1、斜齿轮传动的轮齿之间是渐入渐出传动，
直齿轮传动是第一对齿离开之后一段时间（非常短），下一对轮齿
才啮合，重合度比直齿轮大，这样的话，斜齿轮传动比较平稳，直
齿轮传动容易产生突然震动，不适宜重载情况
２、因为轮齿是斜的关系，所以在传动的时候，斜齿轮传动能产生一
定的轴向力，因此斜齿轮既能承受径向力，也能承受轴向力；而
直齿轮室满足不了这一点的
2.3.2斜齿轮基本参数
1.螺旋角β右图所示为斜齿轮分度圆柱面展开图，螺旋线展开成一直线，该直线与轴线的夹角β称为斜齿轮在分度圆柱上的螺旋角，简称斜齿轮的螺旋角。
tanβ=πd/ps
2.模数如图所示，pt为端面齿距，而pn为法面齿距，pn=pt·cosβ，因为p=πm,πmn＝πmt·cosβ,故斜齿轮法面模数与端面模数的关系为:
mn＝mt·cosβ。
斜齿轮的几何尺寸计算：
只要将直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式中的各参数看作端面参数，就完全适用于平行轴标准斜齿轮的几何尺寸计算，具体计算公式如下表所示：
名称符号公式分度圆直径dd=mz=（mn/cosβ）z
斜齿轮的几何尺寸计算：
只要将直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式中的各参数看作端面参数，就完全适用于平行轴标准斜齿轮的几何尺寸计算。
基圆直径dbdb=dcosαt齿顶高haha=h*anmn齿根高hfhf=（h*an+c*n）mn全齿高hh=ha+hf（2h*an+c*n）mn齿顶圆直径dada=d+2ha中心距aa=（d1+d2）/2=mn（z1+z2）/2cosβ从表中可以看出，斜齿轮传动的中心距与螺旋角β有关。
当一对斜齿轮的模数、齿数一定时，可以通过改变螺旋角β的方法来凑配中心距。
2.4参数化建模过程：
1、启动Pro/E程序后，选择【文件】/【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项，在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模版】选项的选中状态，最后在【名称】文本框中输入gear，单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模版】选项组中选择mmns_part_solid选项，最后单击该对话框中的齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮后进入Pro/E系统的零件模块。
2、设置尺寸参数
单击菜单栏【工具】在下拉菜单单击【参数】，在【参数】对话框中添加尺寸的各个参数，如基圆半径，模数，齿数等。
3、设置关系参数
在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框，并在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。
4、绘制齿轮基本圆
（1）在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，系统弹出“草绘”对话框。
选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“左”。
（2）在绘图区以绘图提供的原点为圆心，绘制四个同心圆，并且标注圆的直径尺寸。
在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成草图的绘制。
（3）在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。
在“关系”对话框中输入尺寸关系，通过该关系创建的圆即分别为分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆。
（4）在【关系】对话框中单击确定按钮，系统自动根据设定的参数和关系式再生模型并生成新的基本尺寸。
最终生成标准齿轮基本圆。
5、创建齿轮轮廓线
在右工具箱中单击“基准曲线”按钮打开【曲线选项】菜单，在该菜单中选择【从方程】选项，然后选取【完成】选项。
系统提示选取坐标系，在模型树窗口中选择当前的坐标系，然后在【设置坐标类型】菜单中选择【笛卡尔】选项。
系统打开一个记事本编辑器。
在记事本中添加渐开线方程式，完成后依次选取【文件】／【保存】选项保存方程式，然后关闭记事本窗口。
保存数据，推出记事本，单击“曲线：
从方程”对话框中的【确定】
单击【曲线：
从方程】对话框中的确定按钮，完成齿轮单侧渐开线的创建。
创建基准点PNT1。
在右工具箱中单击“基准点”按钮打开【基准点】对话框，选择下图所示的两条曲线作为基准点的放置参照（选择时按住CTRL键）。
在绘图区单击渐开线特征，然后在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，系统弹出“镜像”在绘图区单击刚刚创建的“DTM2”平面作为镜像平面，在“镜像”特征定义操控面板内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成渐开线的镜像。
6、创建齿根圆
在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，弹出“草绘”定义对话框。
选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“左”，单击【草绘】进入草绘环境。
在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，在绘图区单击选取齿根圆曲线，如下图所示。
在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮。
在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“实体”按钮、“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输入深度值为B。
回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”。
拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值，在“拉伸”特征定义操控面板内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成齿根圆的创建。
7、创建齿形
在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，弹出“草绘”定义对话框。
选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参考平面，参考方向为向“右”，单击【草绘】进入草绘环境。
点击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，选择四条曲线。
点击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，选择渐开线和基圆进行倒角。
点击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，对上图进行删除，只留下齿形线条，在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成草图的绘制，在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“实体”按钮、“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输入深度值为B，回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”。
拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值，在“拉伸”特征定义操控面板内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成轮齿的创建。
7．阵列齿轮
选择刚做出来的轮齿，在工具栏内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，弹出对话框，选择“轴”方向阵列，个数选择“2”，角度选择“360/z”,回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”。
在“阵列”特征定义操控面板内单击齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成第二个齿轮的创建。
选择“top”面，找到两齿根间间距，在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。
在“关系”对话框中输入p32=z,完成后的关系对话框。
在工具栏上点击再生齿轮的Pro/E参数化建模教程按钮，完成所有轮齿的创建。
开始:
二次开发工具PRO/ENGINEER在提供强大的设计、分析、制造功能的同时，也为用户提供了多种二次开发工具。
常用的二次开发工具有：
族表（FamilyTable）、用户定义特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Pro/toolkit等。
1）族表（FamilyTable）通过族表可以方便的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。
族表通过建立通用零件为父零件，然后在其基础上对各参数加以控制生成派生零件。
整个族表通过电子表格来管理，所以又被称为表格驱动。
2）用户定义特征（UDF）用户定义特征是将若干个系统特征融合为一个自定义特征，使用时作为一个整体出现。
系统将UDF特征以gph文件保存。
UDF适用特定产品中的特定结构，有利于设计者根据产品特征快速生成几何模型。
3）Pro/ProgramPro/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的高级语言构成的，用户可以根据设计需要来编辑该模型的Program，使其作为一个程序来工作。
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、特征出现与否和特征的具体尺寸等。
4）J-linkJ-link是PRO/ENGINEER中自带的基于JAVA语言的二次开发工具。
用户通过JAVA编程实现在软件PRO/ENGINEER中添加功能。
5）Pro/ToolkitPro/Toolkit同J-link一样也是Pro/E自带的二次开发工具，在Pro/Toolkit中，PTC向用户提供了大型的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。
第3章ProE的二次开发
3.1ProE二次开发工具
PRO/ENGINEER在提供强大的设计、分析、制造功能的同时，也为用户提供了多种二次开发工具。
常用的二次开发工具有：
族表（FamilyTable）、用户定义特征（UDF）、Pro/Program、J-link、Pro/toolkit等。
1）族表（FamilyTable）通过族表可以方便的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。
族表通过建立通用零件为父零件，然后在其基础上对各参数加以控制生成派生零件。
整个族表通过电子表格来管理，所以又被称为表格驱动。
2）用户定义特征（UDF）用户定义特征是将若干个系统特征融合为一个自定义特征，使用时作为一个整体出现。
系统将UDF特征以gph文件保存。
UDF适用特定产品中的特定结构，有利于设计者根据产品特征快速生成几何模型。
3）Pro/ProgramPro/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的高级语言构成的，用户可以根据设计需要来编辑该模型的Program，使其作为一个程序来工作。
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、特征出现与否和特征的具体尺寸等。
4）J-linkJ-link是PRO/ENGINEER中自带的基于JAVA语言的二次开发工具。
用户通过JAVA编程实现在软件PRO/ENGINEER中添加功能。
5）Pro/ToolkitPro/Toolkit同J-link一样也是Pro/E自带的二次开发工具，在Pro/Toolkit中，PTC向用户提供了大型的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。
3.2二次开发实例步骤：
打开VC，新建工程，名为Toolkit，选择动态链接库dll方式
选择dll工程建立好之后
进行相关路径的设置：
接下来就可以编写程序了:
Pro/TOOLKIT应用程序必须包含有两个函数：
user_initialize（）
user_terminate（）
Pro/E初始化且创建图形窗口后，Pro/TOOLKIT调用函数user_initialize（）
该函数具有多个参数，用户根据需要使用，这些参数提供了运行Pro/E的命令行参数信息和版本号
Pro/E结束时，Pro/TOOLKIT调用函数user_terminate（）
下面为开发TOOLKIT应用程序的起点
#include"roToolkit.h"
intuser_initialize（）
{
return（0）;
}
voiduser_terminate（）
下面介绍添加菜单的开发过程：
#include
#include
#include
#include
再此TOOLKIT程序和VC的交互无需使用动态库调用（编写两个动态库）
编写入口及菜单添加函数：
/*====================================================================*/
FUNCTION:
user_initialize（）
PURPOSE:
Pro/TOOLKIT程序的总入口，完成初始化工作
/*====================================================================*/
extern"C"intuser_initialize（
intargc,
char*argv[],
char*version,
char*build,
wchar_terrbuf[80]）
{
roErrorstatus;
uiCmdCmdIdcmd_id;
roFileNamemf;
roStringToWstring（mf,"usermsg.txt"）;
status=ProMenubarMenuAdd（"Menu0","USERMenu0",
"Help",PRO_B_TRUE,mf）;
//0添加父菜单Menu0
status=ProMenubarmenuMenuAdd（"Menu0","Menu1","USERMenu1",
NULL,PRO_B_TRUE,mf）;
添加弹出式菜单Menu1
status=ProCmdActionAdd（"Menu2",（uiCmdCmdActFn）TestAccessDefault,
uiCmdPrioDefault,TestAccessDefault,PRO_B_TRUE,PRO_B_TRUE,[$cmd_id）]
-1菜单Menu2动作
status=ProMenubarmenuPushbuttonAdd（"Menu1","Menu2",
"USERMenu2","USERMenu2help",NULL,PRO_B_TRUE,cmd_id,mf）;
-1添加菜单Menu2
return0;
}
结束：
编译调
生成Toolkit.dll后，编写菜单消息文件usermsg.txt：
编写注册文件：
运行Pro/E
打开uitilities下拉菜单，点击辅助应用程序
注册：
image
start运行程序：
添加的菜单为：
现在为Menu1-1添加动作
显示一个消息对话框，
先编写调用函数：
在Menu动作中调用
同样的编译调试－注册－运行
参考文献
张继春，《Pro/ENGINEER二次开发实用教程》
孙海波，《Pro/ENGINEERWildFire4.0三维造型及应用教程》东南大学出版社2008年9月出版
林清安，《3D转2D:
PROE野火工程图教程》
詹友刚，《pro/ENGINEER中文野火版5.0曲面设计教程》
学生学习心得
通过机械CAD课程的学习，我掌握了更多的PRO/E画图知识，。
以后还要对这些知识加以巩固才能灵活的运用将理论学习与实践相结合。
通过练习使我们加深了对理论学习的认识，使得对理论的理解更加直观，也更加有助于我们对理论知识的记忆和消化.老师的和蔼可亲平易近人拉近了我们与老师之间的距离，也使课堂学习效率相对较高，使我对本课程的学习印象深刻
学生（签名）：
2016年7月8日
任课
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