錐形螺桿在Pro/E中的自動化建模技術

付鵬

摘 要：錐形螺桿是機械設備的常見零件，根據其結構特點，確定了該螺桿的結構驅動參數；通過對Pro/E開發方法的分析比較，找到了螺桿的自動化建模最佳實現方式為Pro/Toolkit；按照Pro/Toolkit的二次開發步驟，實現了錐形螺桿的參數自動化建模，為進一步進行螺桿的有限元分析和優化設計奠定了基礎。

關鍵詞：螺桿；Pro/E；自動化建模；Pro/Toolkit；二次開發

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

0.引言

錐形機械設備中的常見零件，其設計參數是影響設備工作性能的最主要因素。利用計算機輔助設計技術與有限元分析技術對其優化設計時，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方法。其中，Pro/Toolkit是其最強大、最高級的開發工具包，可實現外部應用程序與平臺自身的無縫集成。本文利用Pro/Toolkit二次開發模塊，實現了錐形螺桿的自動化建模，提高了該復雜模型的設計效率，為后續的力學分析等工作提供方便。

1.Pro/E開發方法介紹

PRO/ENGINEER的二次開發工具包括：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語言的二次開發工具，前者可通過調用軟件本身底層函數，并利用C語言訪問其自身數據庫以及內部應用程序來實現相關功能的擴展。

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

Pro/Program包含了Pro/ENGINEER中模型的主要設計步驟與參數列表，可通過編輯該Pro/Program文件實現對模型的控制。

族表又稱為表格驅動，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構的零件（如標準件）的開發工具。

由于錐形螺桿結構復雜，建模不便，為了達到變螺距、變根徑、變長度的錐形螺桿的自動化建模的目的，結合Pro/E各個開發方法的特點，選擇利用Pro/Toolkit二次開發模塊對其進行自動化建模。

2.錐形螺桿自動化建模的實現

2.1 錐形螺桿的參數化建模

利用Pro/E提供的參數功能（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）分別分別設置為可變參，建立的螺桿模型如圖1所示。

利用關系功能（Relations），創建螺桿的參數關系：

d1=len1

d2=len2

d4=dia1/2

d16=dia2/2

d10=pitch

d25=dia3/2-d4

2.2 菜單信息文件的設計

為了便于用戶對螺桿參數化建模命令的查找，采用向工具條中添加命令圖標的方式。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。根據上述要求編寫的菜單信息文件Utilities.txt內容如下：

……

-Screw Design

-Screw Design

……

This command dedigns the Screw

2.3 對話框資源文件的設計

將對話框設置為可以輸入六個參數的布局，并將其置于Pro/E界面中間位置。運用prodialog_view預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對前兩兩程序的連接。

……

// 將對話框調入內存

ProUIDialogCreate（“screw”， “screw”）；

//設置ok按鈕激活函數，使按鈕調用yuanzhuOK

ProUIPushbuttonActivateActionSet（“screw”，”Ok”，screwOK， NULL）；endprint

//設置cancel按鈕激活函數，使按鈕調用UsrCancelAction

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

……

//讀取編輯框輸入的數值

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

在螺桿目錄下創建注冊文件protk.dat。

……

exec_file E：＼screw＼Debug＼screw.exe

text_dir E：＼screw＼text

……

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

結論

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

（2）在分析錐形螺桿的結構參數的基礎上，設置了錐形螺桿的驅動參數，在Pro/E中建立了帶有參數關系的螺桿模型。

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

（4）創建了程序的注冊文件，成功地運行了程序。

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

參考文獻

[1]劉光富，李愛平.熔融沉積快速成型機的螺旋擠壓機構設計[J].機械設計，2003，20（9）：23-25.

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