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1、第23卷第2期机械设计Vol.23No.22006年2月JOURNALOFMACHINEDESIGNFeb.20063基于Pro/E的行星齿轮减速器三维参数化CAD系统江渡,陈世刚,马铁强(大连交通大学机械工程学院,辽宁大连116028)摘要:介绍了在VC的集成开发环境下开发基于Pro/E的行星齿轮减速器三维参数化CAD系统的全过程。提出了利用Pro/E的开发工具Pro/TOOLKIT参数化建模和装配的方法。最后以齿轮为例详细介绍了该CAD系统的应用。关键词:行星齿轮减速器;参数化设计;CAD系统;Pro/E;VC中图分类号:TP391.72文献标识码:A文章编号:1001-2354(200
2、6)02-0060-03减速器是一种介于原动机和工作机之间,用来传递动力、模型,这样便可实现减速器CAD系统的参数化设计。增大转矩的传动装置,广泛应用于机械传动行业。但由于其结构复杂,包含的零部件很多,并且在传统设计当中,零件模型是设计者利用固定的尺寸值得到的,仅仅描述零件的可视形状,不包含设计者的设计思想,一旦零件尺寸或设计要求发生变化,必须重新绘制其对应的零件模型。这样在减速器的相似性设计上消耗了大量的人力物力。参数化设计的理念正是解决这一问题的有效途径。参数化设计是面向系列化产品的动态设计,即根据设计对象拓扑结构的共同特征,用一组参数约束设计对象的结构尺寸,通过对其结构尺寸的关系驱动来
3、实现相似对象的柔性设计。这样,用户就可以按照设计意图方便地驱动和更改以前的模型,并可生成系列化模型库,大大提高了生产效率。缩短了设计和开发周期。同时,实现产品设计的数字化离不开CAD/CAM系统的支持。Pro/E是美国PTC公司开发的大型CAD/CAM集成软件,其强大的三维处理功能,显著的尺寸驱动下的参数化设图1减速器参数化CAD系统运行图计和特征建模功能,以及单一数据库等优点被众多工业设计者所接受和推崇。正基于此,在Pro/E的开发平台上,利用Pro/E的二次开发软件包Pro/TOOLKIT作为开发工具,以Visual2减速器CAD系统模块化设计C++6.0作为开发环境,开发了行星齿轮减速
4、器三维参数化CAD系统。系统采用便于管理和维护的模块化设计思想。共分6大模块(图2)。各功能模块相互联系,组成CAD系统的整体。1减速器参数化CAD系统功能简介各模块功能简介:总体设计模块:用户通过可视化界面选择减速器的类型、系统运行如图1,首先用户在可视化界面输入初始参数:功材料等。输入减速器功率、转速、传动比等基本参数,完成初始率、转数和传动比等进入总体设计模块选择材料和减速器类化工作。型。通过系统连接模块(图2)把初始参数传递给优化设计模块优化设计模块:读取减速器基本参数,以最小体积为目标和结构设计模块,便可自动完成一级、二级行星齿轮减速器的进行优化设计,输出优化方案。优化设计和结构设
5、计等设计工作,输出优化方案供用户选择。结构设计模块:以齿轮传动机构优化参数为基础,设计各然后参数化建模模块读取减速器模型库中的模型样板,提取模减速器零部件的结构形式和尺寸。型的结构控制尺寸,利用参数化设计思想把优化方案数据传递系统连接模块:在VC集成开发环境下设置MFC和Pro/E给模型的控制尺寸,按优化数据参数化驱动模型再生。这样便可在Pro/E的环境下显示减速器零件、部件和装配体三维实体的接口,包含Pro/TOOLKIT的头文件和库文件,连接管理系模型。如用户对当前的设计不满意,可返回用户界面,重新设统中各模块。计,也可在零件模型参数显示界面更改参数变量重新生成零件参数化建模模块:在Pr
6、o/E环境下建立减速器零件模型库3收稿日期:2004-11-11;修订日期:2005-08-01作者简介:江渡(1954-),男,辽宁抚顺人,硕士学位,大连交通大学机械工程学院教授,主要研究方向:计算机图形学及计算机辅助设计。©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2006年2月江渡,等:基于Pro/E的行星齿轮减速器三维参数化CAD系统61和装配关系模型库。视化和交互性,提高产品设计质量和效率。辅助设计模块:该模块由材料库管理、齿轮强度较核、轴承设计、花键设计、轴设计和螺栓设计等独立模块组成,供用户独4减
7、速器CAD系统参数化建模的实现立使用。利用Pro/E的开发包Pro/TOOLKIT提供的函数,在应用程序中通过特征元素树(featureelementtree)自动创建三维模型的方法比较困难,并且开发包Pro/TOOLKIT没有提供创建全部特征的相关函数。因此,系统采用以人机交互建立的模型为基础,通过动态显示和修改模型的参数变量,来控制模型的结构,达到参数化自动重建的目的。4.1在Pro/E环境下建立减速器系
