計算機可視化動態(tài)模擬是近幾年發(fā)展起來的一門新型學(xué)科。針對某一研究項目，用戶根據(jù)某些初始條件和理論分析建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，運用計算機這一先進工具編制相應(yīng)的軟件，模擬其真實的運動情況。通過模擬數(shù)據(jù)結(jié)果對照已有的真實試驗測試結(jié)果，可以驗證該動態(tài)模擬基于的數(shù)學(xué)模型建立得是否正確;并且即而推廣到尚無真實試驗結(jié)果的未知領(lǐng)域，通過動態(tài)模擬得到所需的數(shù)據(jù)或結(jié)論。
8W 3zrnc wv ~:^v' Pro/E是美國
參數(shù)化技術(shù)公司(
PTC)開發(fā)的通用
CAD軟件，該軟件集三維模型設(shè)計、加工、分析及
繪圖功能于一體，有強大的二次開發(fā)能力和第三方軟件支持。Pro/E以特征為設(shè)計單位，設(shè)計過程中，除了充分掌握設(shè)計思想外，還指導(dǎo)人了實際的制造思想。Pro/Toolkit是PTC為Pro/E軟件提供的用戶化工具箱。該工具箱為用戶程序或軟件第三方程序提供了與Pro/E的無縫連接。用戶程序或第三方程序是用C語言編寫的。Pro/Toolkit提供了1個C的函數(shù)厙，該函數(shù)庫能夠使用戶或第三方的應(yīng)用程序以一種可控制的，安全的方式訪問Pro/E的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用。
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/' 減速器是一種用途十分廣泛且比較典型的機械裝置，目前國內(nèi)雖然有了對減速器的
齒輪和軸的可視化設(shè)計，但是對于完整的減速器的可視化設(shè)計還處于空白，如果能將整體的設(shè)計完全實現(xiàn)參數(shù)化、可視化，那么可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計時間和節(jié)約可觀的設(shè)計資金，具有重要的設(shè)計和經(jīng)濟價值。
(KI 9j7 m .++nF 1 齒輪減速器的可視化設(shè)計原理
_'D(>e? Z+B*V )a= 本設(shè)計基于Pro/E便于交互及強大的二維、三維繪圖功能，采用Top-Down自頂向下設(shè)計思想，先確定總體思路、設(shè)計總體布局，然后設(shè)置零部件，最后完成一個完整的設(shè)計。利用 Program模塊實現(xiàn)裝配中零部件的自動裝配、自動替換和零部件的自動抑制等功能，包括軸的強度計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作圖繪制一體化。
MlTC?Rp # x'EEmjJ 齒輪減速器的體積、重量及其承載能力主要取決于傳動參數(shù)的選擇，設(shè)計問題一般是在給定傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，確定各輪的齒數(shù)，模數(shù)和齒寬等參數(shù)。在選擇設(shè)計參數(shù)時采用了很多設(shè)計方法，如
優(yōu)化設(shè)計、模糊設(shè)計和可靠設(shè)計等。其中優(yōu)化設(shè)計采用Pro/E自帶的模塊，利用有限元分析簡化模型，模擬真實環(huán)境中的工作狀況，對元件進行應(yīng)力分析和變形計算，通過指定設(shè)計參數(shù)，并借助優(yōu)化分析為模型尋求到最佳參數(shù)。當(dāng)基本的參數(shù)設(shè)計完成以后，出現(xiàn)一個完整的減速器特征模型，就開始進入到可視化設(shè)計。
Na@bXcz ) ,ye}p 1M 減速器作為獨立的驅(qū)動元部件，由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進行設(shè)計，以便于制造和滿足不同行業(yè)的選用要求。針對其輸人功率和傳動比的不同組合，可獲得相應(yīng)的__減速器系列。在以往的人工設(shè)計過程中，在圖紙上盡管能實現(xiàn)同一機座不同規(guī)格的部分系列表示，但其圖形受到極大限制。采用Pro/e的Pro/Toolkit二次開發(fā)工具來實現(xiàn)這一過程，不僅能完善上述工作，使設(shè)計完全可視化，方便設(shè)計操作，而且使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫，圖形庫的建立、查詢成為可能，使設(shè)計速度加快。
c b-IRGF <NZPLo F 以張家口煤礦機械廠自行研制設(shè)計生產(chǎn)，用于刮板運輸機的減速器為例。對于其可視化設(shè)計的主要設(shè)計方案是：通過對Pro/Toolkit開發(fā)工具包的研究和分析，提出基于三維模型的用戶定義參數(shù)、用戶定義特征和特征約束符號三種參數(shù)化設(shè)計方法，解決程序設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)。在vC++的集成開發(fā)環(huán)境，使用MFC進行Pro/E應(yīng)用程序的設(shè)計和創(chuàng)建，實現(xiàn)交互界面的可視化設(shè)計。
?}`- ?JB1 ^%!{qAp}Z 2 齒輪減速器可視化設(shè)計的實現(xiàn)
8K4^05*S l8~(bq1 第一步，利用UI對話框技術(shù)，在Pro/Toolkit應(yīng)用程序中設(shè)計出風(fēng)格與Pro/E系統(tǒng)本身具有的對話框類似的人機交換界面。UI對話框的設(shè)計主要涉及兩個方面：一是按界面的布局編寫資源文件;二是針對UI對話框的功能編寫相應(yīng)的控制程序。不足之處是用文本文件的形式定義對話框不能直觀的反映界面的布局，設(shè)計、修改和調(diào)試都比較困難，所以我們采用MFC(Microsoft Foundation Class)來設(shè)計對話框的
編程技術(shù)。MFC是Visual c++程序的一個重要軟件資源，使用MFC可以充分利用Visual c++開發(fā)環(huán)境提供的先進技術(shù)工具，實現(xiàn)程序界面的可視化設(shè)計。創(chuàng)建對話框的一般步驟如下：
5V 2ZAYV zk<V0NJIL* (1)應(yīng)用程序向?qū)ppWizard創(chuàng)建Pro/Toolkit應(yīng)用程序基本框架。
#91^1jyMf Tm^kZuT{ (2)在由AppWizard創(chuàng)建的且與工程文件名同名的CPP文件中添加user_initializ()和user_terminate()函數(shù)。因為需要通過Pro/E的菜單項啟動對話框，在user_initializ()添加菜單定義和菜單動作函數(shù)設(shè)置。
l/3=o}8q bo<P%$(D (3)創(chuàng)建對話框。使用Developer Studio的對話框編輯器可以實現(xiàn)對話框的可視化設(shè)計。
cfmLErkp KHx2$*E_ (4)用ClassWizard創(chuàng)建對話框類，自動生成Cdialog派生類定義的頭文件和相應(yīng)的實現(xiàn)文件。
AL":j6!OQ y`9#zYgqA (5)創(chuàng)建和顯示對話框，其程序代碼在菜單動作函數(shù)中設(shè)計。
2hV -h gWgp:;Me (6)生成Pro/Toolkit應(yīng)用程序。
ILr=< j 1 b 7jNkQ 第二步，用交互方式創(chuàng)建三維模型。在已創(chuàng)建的減速器零件三維模型基礎(chǔ)上，再利用Pro/E的參數(shù)功能建立設(shè)計參數(shù).也就是進一步根據(jù)零件的設(shè)計要求建立一組可以完全控制-三互備用，大大提高了提升機電控系統(tǒng)的安全可靠性。
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