proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫

2013-07-04 by:廣州CAD:proe設(shè)計培訓(xùn)中心來源:仿真在線

proe齒輪:

傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)所構(gòu)造的產(chǎn)品模型都是幾何圖素(如點、線、圓等)的簡單堆疊,僅僅描述了設(shè)計產(chǎn)品的可視化形狀,而不包含設(shè)計者的設(shè)計思想,因此難以對產(chǎn)品模型進(jìn)行改動,并生成新的產(chǎn)品實例。目前很多企業(yè)為縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,大部分產(chǎn)品的設(shè)計都是改進(jìn)型設(shè)計,大約70%的新產(chǎn)品的設(shè)計都要重新利用原來的產(chǎn)品模型,于是參數(shù)化設(shè)計的概念在這樣的背景下應(yīng)運而生。

proengineer是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的三維實體造型系統(tǒng),其參數(shù)化特征造型在保證幾何、拓?fù)潢P(guān)系不變的情況下,以單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)模型的快速再生;它的二次開發(fā)接口使用戶可以在自己開發(fā)的程序中對零件進(jìn)行各種操作和控制,從而實現(xiàn)程序化設(shè)計。

    一、proengineer二次開發(fā)參數(shù)化設(shè)計的基本原理

    Pro/Program是proengineer軟件提供的一種程序化的二次開發(fā)工具。利用proengineer造型的同時,Pro/Program會產(chǎn)生特征的program,它是一個記錄文件,由類似BASIC的高級語言構(gòu)成,記錄著模型樹(modeltree)中每個特征的詳細(xì)信息,包括各個特征的建立過程、參數(shù)設(shè)置、尺寸以及關(guān)系式等,我們可以通過修改和添加特征的program來生成基本參數(shù)相同的一系列模型。

利用Pro/Program對proengineer軟件進(jìn)行二次開發(fā)時不需要重新撰寫設(shè)計步驟,只需加入幾個相關(guān)的語法指令就可以讓整個零件或組件變得彈性化與多樣化,其主要思想是利用Pro/Program模塊的功能來接收、換算和傳遞用戶輸入的有關(guān)參數(shù),通過改變特征的尺寸及特征之間的關(guān)系來達(dá)到參數(shù)化設(shè)計的目的。這里需要注意的是,開發(fā)工作的關(guān)鍵在于確定獨立可變參數(shù),應(yīng)盡量以最少的參數(shù)來確定整個零件的可變尺寸,并通過參數(shù)化尺寸驅(qū)動實現(xiàn)對設(shè)計結(jié)果的修改。

二、基于Pro/Program二次開發(fā)參數(shù)化設(shè)計建立零件庫的步驟

1.分析零件,提取其關(guān)鍵參數(shù),然后設(shè)置參數(shù),并確定驅(qū)動參數(shù)

因為在參數(shù)化設(shè)計時不僅要實現(xiàn)尺寸的驅(qū)動變化,還要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)形狀的局部變化,所以要在對零件進(jìn)行分析以后才能確定怎樣建立零件特征才能有利于以后的程序開發(fā)。

2.創(chuàng)建零件庫樣板零件模型

利用各種建模方法生成零件庫樣板零件模型。此時應(yīng)該注意參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。

3.編制程序

Pro/Program程序包括五部分:程序標(biāo)題(VERSION)、參數(shù)輸入(INPUT→END INPUT)、關(guān)系定義(RELATION→END RELATION)、添加特征(ADD FEATURE→END ADD)和質(zhì)量程序(MASSPRO→END MASSPROP),其中程序標(biāo)題部分和添加特征部分由系統(tǒng)自動生成,其他部分可以由設(shè)計人員自己添加或修改,以實現(xiàn)對模型的各種操作和控制。

4.運行程序

打開零件樣板模型,執(zhí)行“Edit/Regenerate”命令,系統(tǒng)就會自動編譯并執(zhí)行程序,當(dāng)有新的參數(shù)輸入時就派生出新的模型。

其實現(xiàn)過程如圖1所示:

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe模型圖圖片1

三、漸開線直齒圓柱齒輪模型庫的實現(xiàn)

    1.基于proengineer的標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪三維模型的建立

    (1)基本參數(shù)設(shè)置

標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸決定于齒輪的五個基本參數(shù),而齒輪的寬度則取決于齒輪的齒寬系數(shù)。因此,在齒輪建模之前,應(yīng)首先用“Edit/Parameters”命令設(shè)置齒輪五個基本參數(shù)和齒寬系數(shù),并賦予初值(如圖2所示)。

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe技術(shù)圖片2

(2)齒輪幾何尺寸關(guān)系的建立

    執(zhí)行“Edit/Relations”命令,在彈出的對話框中輸入以下關(guān)系:
    D=MS*ZS
    DB=MS*ZS*COS (ALFA)
    DA=MS*(ZS+2*HA)
    DF=MS*ZS-2*MS*(HA+C)
    B=K*D

(3)齒輪基本實體創(chuàng)建

執(zhí)行“Insert /Revolve”命今創(chuàng)建齒輪基本實體。

(4)齒輪基本曲線和齒廓曲線創(chuàng)建

執(zhí)行“Insert/Model Datum/Sketched Datum Curve Tool”命令繪制齒輪基本曲線(包括分度圓、基圓、齒根圓)。

執(zhí)行“Insert/Model Datum/Insert a Datum Curve/From Equation”命令,在彈出的記事本窗口中輸入漸開線方程:

    R= (MS*ZS*COS(ALFA))/2
    ANG=T*90
    S=(PI*R*T)/2
    XC=R*COS(ANG)
    YC=R*SIN(ANG)
    X=XC+(S*SIN(ANG))
    Y=YC-(S*COS(ANG))
    Z=0

生成漸開線3(如圖3所示)。

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe產(chǎn)品設(shè)計圖圖片3

(5)第一個齒槽特征創(chuàng)建

執(zhí)行“Edit/Feature Operations/Copy”命令,將漸開線3繞坐標(biāo)系Z軸旋轉(zhuǎn)360/(4*ZS)角度生成漸開線1。

    執(zhí)行“Edit/Feature Operations/Copy”命令將漸開線1以通過坐標(biāo)原點和漸開線3與分度圓的交點的基準(zhǔn)線為中心鏡像生成漸開線2。

    執(zhí)行“Insert /Extrude/cut”命今,以漸開線1、2及齒根圓曲線為邊界切出第一個齒槽(由于基圓內(nèi)沒有漸開線,所以基圓內(nèi)的部分可以由一段圓弧代替)。

    (6)完成齒輪創(chuàng)建

    執(zhí)行“Edit/Feature Operations/Copy”命令將第一個齒槽繞Z軸旋轉(zhuǎn)360/ZS角度生成第二個齒槽。

執(zhí)行“Edit/Pattern”命令復(fù)制出其他齒槽,完成齒輪的創(chuàng)建(如圖4所示)。

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe相關(guān)圖片圖片4

2.齒輪參數(shù)化設(shè)計程序的修改

齒輪創(chuàng)建完成后,系統(tǒng)會產(chǎn)生一串program,執(zhí)行“Tools/Program/Edit Design”命令,系統(tǒng)就會自動打開其program文件,內(nèi)容大致如下:

    VERSION
    REVNUM 2323
    LISTING FOR PART GEAR

INPUT
END INPUT

    RELATIONS
    D=MS*ZS
    DB=MS*ZS*COS(ALFA)
    DA=MS*(ZS+2*HA)
    DF=MS*ZS-2*MS*(HA+C)
    B=K*D
    END RELATIONS

ADD FEATURE (initial number 1)
INTERNAL FEATURE ID 1

DATUM PLANE

    NO.     ELEMENT NAME   INFO
    ---      -------------------      ---------
     1      Feature Name        Defined
     2      Constraints          Defined
     2.1    Constraint #1         Defined
     2.1.1   Constr Type          X Axis
     3      Flip Datum Dir       Defined
     4      Fit                 Defined
    4.1     Fit Type            Default
    … …

    (1)此時在“INPUT”和“END INPUT”之間輸入基本參數(shù)語句和提示語句:

    ZS NUMBER
    "Please enter the num_teeth of the gear:"
    MS NUMBER
    "Please enter the module number of the gear:"
    ALFA NUMBER
    "Please enter the pressure_ang:"
    K NUMBER
    "Please enter the width_coefficient of the gear:"

    (2)在“RELATIONS”和“END RELATIONS”之間輸入關(guān)系語句:

    D1=DA/2
    D2=B
    D3=DF
    D4=DB
    D5=D
    D16=B
    D25=B
    D7=360/(4*ZS)     /*漸開線3旋轉(zhuǎn)角度
    D18=360/ ZS       /*第二齒槽旋轉(zhuǎn)角度
    D27=360/ ZS       /*陣列增量尺寸
    P28= ZS-1         /*陣列個數(shù)

3.齒輪參數(shù)化設(shè)計程序的運行

當(dāng)編輯完參數(shù)化程序后保存文件,關(guān)閉文字編輯器,proengineer信息列會出現(xiàn)提示信息:

"Do you want to incorporate your changes into the model?"

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe應(yīng)用技術(shù)圖片圖片5

此時選擇“YES”按鈕,系統(tǒng)出現(xiàn)“GET INPUT”菜單,點擊“Enter”,就會出現(xiàn)如圖5所示的“INPUT SEL”菜單,選擇齒數(shù)項和模數(shù)項,根據(jù)信息列提示輸入齒數(shù)30和模數(shù)2.5即可得到圖6所示的齒輪。

proe二次開發(fā)齒輪參數(shù)化模型庫proe模型圖圖片6

再次執(zhí)行“Edit/Regenerate”命令,proengineer會自動執(zhí)行參數(shù)化設(shè)計程序,彈出圖5所示的菜單,用戶可選擇齒數(shù),模數(shù),壓力角和齒寬系數(shù)并輸入新的參數(shù),系統(tǒng)就會按用戶所輸入的新值自動生成新的齒輪。

四、結(jié)論

本文重點闡述了用Pro/Program進(jìn)行二次開發(fā),創(chuàng)建漸開線直齒圓柱齒輪模型庫的方法。在實際應(yīng)用中,設(shè)計人員可以借助上述方法建立各類零件的模型庫,通過對Program的編輯,自動生成基本參數(shù)相同的系列零件,使設(shè)計更富有選擇性和彈性。

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