錐形螺桿在Pro/E中的自動化建模技術(shù)

付鵬

摘 要：錐形螺桿是機(jī)械設(shè)備的常見零件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，確定了該螺桿的結(jié)構(gòu)驅(qū)動參數(shù)；通過對Pro/E開發(fā)方法的分析比較，找到了螺桿的自動化建模最佳實現(xiàn)方式為Pro/Toolkit；按照Pro/Toolkit的二次開發(fā)步驟，實現(xiàn)了錐形螺桿的參數(shù)自動化建模，為進(jìn)一步進(jìn)行螺桿的有限元分析和優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：螺桿；Pro/E；自動化建模；Pro/Toolkit；二次開發(fā)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.引言

錐形機(jī)械設(shè)備中的常見零件，其設(shè)計參數(shù)是影響設(shè)備工作性能的最主要因素。利用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)與有限元分析技術(shù)對其優(yōu)化設(shè)計時，需要多次建模，造成了對人力、物力的浪費。

Pro/E軟件是一種可提供二次開發(fā)工具的三維軟件平臺，包括族表、Pro/Toolkit、用戶自定義特征等多種二次開發(fā)方法。其中，Pro/Toolkit是其最強(qiáng)大、最高級的開發(fā)工具包，可實現(xiàn)外部應(yīng)用程序與平臺自身的無縫集成。本文利用Pro/Toolkit二次開發(fā)模塊，實現(xiàn)了錐形螺桿的自動化建模，提高了該復(fù)雜模型的設(shè)計效率，為后續(xù)的力學(xué)分析等工作提供方便。

1.Pro/E開發(fā)方法介紹

PRO/ENGINEER的二次開發(fā)工具包括：Pro/Toolkit、用戶定義特征、Pro/Program、J-link與族表。

Pro/Toolkit與 J-link分別是基于C語言、JAVA語言的二次開發(fā)工具，前者可通過調(diào)用軟件本身底層函數(shù)，并利用C語言訪問其自身數(shù)據(jù)庫以及內(nèi)部應(yīng)用程序來實現(xiàn)相關(guān)功能的擴(kuò)展。

用戶定義特征是將許多特征組合成為一個自定義特征，使用時可直接調(diào)用這個包含多特征的單特征組合。適合應(yīng)用于某個特定結(jié)構(gòu)。

Pro/Program包含了Pro/ENGINEER中模型的主要設(shè)計步驟與參數(shù)列表，可通過編輯該Pro/Program文件實現(xiàn)對模型的控制。

族表又稱為表格驅(qū)動，是一種可以通過電子表格管理的、適用于具有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件（如標(biāo)準(zhǔn)件）的開發(fā)工具。

由于錐形螺桿結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建模不便，為了達(dá)到變螺距、變根徑、變長度的錐形螺桿的自動化建模的目的，結(jié)合Pro/E各個開發(fā)方法的特點，選擇利用Pro/Toolkit二次開發(fā)模塊對其進(jìn)行自動化建模。

2.錐形螺桿自動化建模的實現(xiàn)

2.1 錐形螺桿的參數(shù)化建模

利用Pro/E提供的參數(shù)功能（Parameters）將螺桿的圓臺后直徑（dia1）、圓臺前直徑（dia2）、螺旋體直徑（dia3）、圓臺長度（len1）、圓錐長度（len2）、螺距（pitch）分別分別設(shè)置為可變參，建立的螺桿模型如圖1所示。

利用關(guān)系功能（Relations），創(chuàng)建螺桿的參數(shù)關(guān)系：

d1=len1

d2=len2

d4=dia1/2

d16=dia2/2

d10=pitch

d25=dia3/2-d4

2.2 菜單信息文件的設(shè)計

為了便于用戶對螺桿參數(shù)化建模命令的查找，采用向工具條中添加命令圖標(biāo)的方式。程序運行時，需要在工具菜單下添加Screw Design按鈕，并且顯示命令圖標(biāo)。根據(jù)上述要求編寫的菜單信息文件Utilities.txt內(nèi)容如下：

……

-Screw Design

-Screw Design

……

This command dedigns the Screw

2.3 對話框資源文件的設(shè)計

將對話框設(shè)置為可以輸入六個參數(shù)的布局，并將其置于Pro/E界面中間位置。運用prodialog_view預(yù)覽對話框的效果如圖2所示，資源文件如圖2所示。

……

（Layout luoLayout

（Components

（Label dia1label）

（InputPanel dia1）

（Label dia2label）

（InputPane dia2）

（Label dia3label）

（InputPanel dia3）

（Label len1label）

（InputPanel len1）

（Label len2label）

（InputPanel len2）

（Label pitchlabel）

（InputPanel pitch）

）

（Resources

（dia1label.Label "后端直徑"）

（dia1label.TopOffset 4）

（dia1label.BottomOffset 4）

（dia1label.LeftOffset 4）

……

3.3 程序源文件的設(shè)計

程序源文件主要包含3部分，第一部分為菜單源程序，第二部分為對話框源程序，第三部分為通過利用函數(shù)對前兩兩程序的連接。

……

// 將對話框調(diào)入內(nèi)存

ProUIDialogCreate（“screw”， “screw”）；

//設(shè)置ok按鈕激活函數(shù)，使按鈕調(diào)用yuanzhuOK

ProUIPushbuttonActivateActionSet（“screw”，”O(jiān)k”，screwOK， NULL）；endprint

//設(shè)置cancel按鈕激活函數(shù)，使按鈕調(diào)用UsrCancelAction

ProUIPushbuttonActivateActionSet（“screw”，”Cancel”，UsrCancelAction， NULL）；

……

//讀取編輯框輸入的數(shù)值

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”dia1”，&dia11）；

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”dia2”，&dia21）；

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”dia3”，&dia31）；

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”len1”，&len11）；

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”len2”，&len21）；

ProUIInputpanelDoubleGet（“screw”，”pitch”，&pitch1）；

//為value賦值

value1.type=PRO_PARAM_DOUBLE；

value1.value.d_val=dia1；

value2.type=PRO_PARAM_DOUBLE；

value2.value.d_val=dia2；

value3.type=PRO_PARAM_DOUBLE；

value3.value.d_val=dia3；

value4.type=PRO_PARAM_DOUBLE；

value4.value.d_val=len1；

……

3.4 注冊和運行程序

在螺桿目錄下創(chuàng)建注冊文件protk.dat。

……

exec_file E：＼screw＼Debug＼screw.exe

text_dir E：＼screw＼text

……

利用輔助應(yīng)用程序功能完成上述注冊文件的注冊，并運行該程序，輸入相關(guān)參數(shù)，得到的螺桿模型如圖3所示。

結(jié)論

（1）通過分析比較Pro/E開發(fā)方法的特點，找到了適合錐形螺桿自動化建模的開發(fā)方式為Pro/Toolkit。

（2）在分析錐形螺桿的結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)置了錐形螺桿的驅(qū)動參數(shù)，在Pro/E中建立了帶有參數(shù)關(guān)系的螺桿模型。

（3）根據(jù)Pro/Toolkit二次開發(fā)的步驟，編寫了菜單信息文件、對話框資源文件與程序源文件。

（4）創(chuàng)建了程序的注冊文件，成功地運行了程序。

（5）實現(xiàn)了不同尺寸參數(shù)的螺桿的自動化參數(shù)建模，提高了建模的效率。同時，也為其他相似零件的二次開發(fā)方法提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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[2]康冰，張祖立.基于APDL的擠壓膨化錐形螺桿的參數(shù)化建模[J].農(nóng)機(jī)化研究，2007（4）：56-58.endprint