基于Pro/E的二级圆柱减速器的设计系统开发

2013-11-06张文芳王春燕葛家山

机械设计与制造工程 2013年1期

张文芳，王春燕，葛家山

(太原科技大学机械工程学院，山西太原 030024)

参数化设计可以十分方便地修改图形，并能将以往产品设计的经验和知识继承下来，设计者也可以把时间、精力集中于更具有创造性的概念和整体设计中去，提高造型设计的精度和设计的效率。参数化设计技术是实现产品快速设计的常用有效手段，主要用于标准化、系列化和通用化程度比较高的定型产品。减速器的设计，重复性劳动很多，参数化设计正好解决了这一难题。

1 设计系统的主要内容

本系统主要研究内容就是运用Pro/E的二次开发方法，实现减速器的参数化设计，以C语言和Pro/TOOLKIT为开发工具，对减速器的主要零件进行常规性、可靠性设计，构建二级减速器参数化设计系统。具体包括以下内容:(1)应用Pro/TOOLKIT工具进行二次开发，包括源文件编写、环境的配置以及程序的注册和运行。(2)基于Pro/E的参数化设计，建立主要零件样板模型。(3)设计系统界面。在VC的环境下，用户通过交互界面选择基本参数、强度校核、工艺参数以及可靠性设计等按钮，并输入基本变量。(4)加入齿轮传动可靠性设计。用常规设计方法得到的齿轮传动尺寸为初始条件，需要校核所设计的传动系统是否满足该系统的可靠度要求，从而确保各级齿轮的传动可靠性满足要求。

2 设计过程

2.1 Pro/E的二次开发及接口

二次开发即对软件进行本地化工作，对于Pro/E软件系统，较深入的二次开发则是利用Pro/TOOLKIT开发工具[1]。但是 Pro/TOOLKIT开发界面的功能很弱，而且没有连接数据库的功能，所以必须借助其他的开发工具来实现。由于此软件提供给用户的二次开发模块是以C语言为依据的，为此选用VC++作为本系统的程序设计工具[2－3]。

第一步，启动VC++，利用向导MFC A pp Wizard(dll)创建一个工程文件并对其更改工程设置如下:

第二步，在创建文件中添加库文件及包含文件，添加头文件并调试生成运行。

头文件程序:

第三步，创建 Protk.dat及 IconMessage文件，如图1所示。

图1 Protk.dat及IconMessage文件的创建

第四步，打开 Pro/E后，单击 Tools→Auxiliary Applications，注册Protk.dat文件并启动，如图2所示。

图2 Protk.dat文件注册并启动

2.2 减速器主要零件的三维模板

以Pro/E为开发平台，建立减速器的三维基本模型。三维实体模型除了可以将用户的设计思想以最接近真实的模型在计算机上展现之外，借助于系统参数(System parameters)，用户还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、惯性力大小等，以了解产品的真实性能，并避免传统的面结构、线结构的不足。用户在产品设计的过程中，可以随时掌握以上情况，调整物理参数[4]。

构造减速器齿轮和轴的三维模型分别如图3和图4所示。

图3 斜齿轮模型的建立

2.3 减速器参数化设计

图4 阶梯轴模型的建立

参数化设计是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改已经定义好的零件参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。以Pro/TOOLKIT为平台，通过UI对话框，能够使外部应用程序(客户应用程序)安全地控制和访问Pro/E的数据库和应用程序。通过交互式参数化方法改变零件的主要参数，实现了模型尺寸的实时修改、更新，从而生成新的模型，快速完成圆柱齿轮减速器的参数化设计。用户选择UserFunction按钮，点击齿轮的设计选项，弹出对话框，分别向基本参数、工艺参数、强度校核、可靠性设计等模块输入基本参数。输入所需数据并进行可靠性校核，如图5所示。