毕业论文齿轮减速cadcam

摘 要：对Pro/Engineer的CAD二次开发技术进行探讨，深入研究Pro/Engineer的几种二次开发工具，并通过对Pro/TOOLKIT二次开发工具包的研究和分析，提出了基于三维模型的用户自定义参数设计，最后利用Pro/TOOLKIT开发模块和Visual C++完成建立齿轮参数化设计。关键词：二次开发 Pro/TOOLKIT开发工具 参数化设计一、引言在CAD技术日益普及的今天，传统的二维CAD软件正逐渐被三维CAD软件所替代。在众多软件中，PTC公司的Pro/Engineer是具有代表性的优秀软件之一。自从面世以来，它以尺寸驱动、基于特征、单一全关联的数据库等优点深受用户好评。企业根据产品对象的不同，在使用CAD软件时也各有侧重。企业要想最大效率的发挥出软件的功效，必须根据企业的产品特征和企业状况对软件进行二次开发。本文列举了在软件Pro/Engineer中常用的二次开发工具与方法，并着重介绍了用Pro/TOOLKIT对Pro/Engineer进行开发时的步骤。最后通过“齿轮快速设计系统”的开发实例进一步说明开发时的技巧。二、开发工具Pro/Engineer为用户提供了丰富的二次开发工具。常用的有Pro/Program、簇表（Family Table）、用户自定义特征（UDF）、J-Link和Pro/Toolkit等。为了防止混淆，以下特别对这几种开发工具进行比较和说明。1．Pro/ProgramPro/Engineer对每个零件或组件模型都有一个主要的设计步骤和参数列表，那就是Pro/Program。它是零件与组件自动化设计的一种有效工具。设计人员可使用类似BASIC的高级语言，根据需要来编写该模型的Program。包括：控制特征的出现与否、尺寸的大小、零件与组件的出现与否、零件与组件的个数等。然而，Pro/Engineer就可以通过运行该程序来读取此零件或组件，并通过人机交互的方法得到不同的几何形状，以满足产品设计的需要。2．簇表（Family Table）簇表可用于管理具有相同或相近结构的零件，特别适用于标准零件的管理。它是通过建立基础零件为父零件，然后在簇表中定义各个控制参数来控制模型的形状及大小。这样，就可通过改变各个参数的值来控制派生的各种子零件。3．用户自定义特征（UDF）设计人员在使用Pro/Engineer进行零件设计时，经常会遇到一些重复出现的特征。例如，螺钉的座孔等，因此设计人员就要花费许多时间进行这种重复性的操作。用户自定义特征则能将同一特征用于不同的零件上，或将若干个系统特征融合为一个自定义特征，使用时作为一个全局出现。这样，设计人员就可以建立自己的用户自定义特征库，根据产品特征快速生成几何模型，从而极大地提高了设计人员的工作效率。4．Pro/TOOLKITPro/TOOLKIT是PTC为Pro/Engineer制定的开发工具包，它提供了应用程序接口（API）,使客户或第三方厂商具有扩展Pro/Engineer功能的能力。Pro/TOOLKIT使用面向对象风格C编程，且提供一个庞大、用于底层资源调用的C语言函数和头文件，外部应用程序可借此访问Pro/Engineer的数据库和应用程序。三、Pro/TOOLKIT的运作方式Pro/TOOLKIT应用程序代码集成进入Pro/Engineer的标准方法是通过“动态链接库”（Dynamical Linked Libraries, DLLs）完成的。当编译Pro/TOOLKIT应用程序的C代码，并将其链接至Pro/TOOLKIT库文件时，就创建了一个可链接至Pro/Engineer可执行文件的对象库文件，这个可执行文件将在Pro/Engineer启动时被执行。这种方法称为“DLL模式”。此外，Pro/TOOLKIT还支持第二种方法的集成，即“多进程”（Multiprocess），或称为“衍生模式”（Spawned Mode）。在这种模式下，Pro/TOOLKIT应用程序将被编译和链接，从而形成一个独立的执行文件。这个可执行文件将是Pro/Engineer的衍生，并作为Pro/Engineer工作任务的一个子程序来运行。在DLL模式中，Pro/TOOLKIT应用程序与Pro/Engineer之间的信息交换，是通过直接函数调用完成的。而在多进程模式下，内部进程信息系统会传递必要的信息，以确定两进程间的函数及其所需参数来模拟直接函数调用，以实现和DLL模式中相同的效果。四、创建齿轮参数设计应用程序的基本方法1．利用VC向导创建齿轮参数设计应用程序程序设计的主要工作在三个方面：1）编写下拉菜单的(. txt)文件和对话框的（.res）资源文件；2）按Pro/TOOLKIT应用程序Pro/Engineer环境运行的要求设计接口与程序运行结束时的终止程序；3）根据功能需求设计Pro/TOOLKIT应用程序主体部分。其程序部分的主体结构如下：int user_initialize( nt argc, char * argv[ ] ) //其功能相当于C语言中的main( )函数{ //调用函数… …(该部分是用来初始化Pro/TOOLKIT应用程序且创建图形窗口，这部分包括了应用程序的所有初始化进程)return(0)} void user_terminate( ){ … …(该部分是用来结束Pro/TOOLKIT应用程序)return；}func( )(该部分是主要添加要完成预定功能的一个或多个的C语言代码)编辑完源代码后要用Visual C++ 6.0进行编译，首先要设置好编译环境：一是设置好包含头文件的路径；二是设置好连接所需库文件的路径。pro/engineer二次开发关键技术研究 来自: 免费论文网 编译连接成功生成可执行程序中，要把Pro/TOOLKIT应用程序集成到Pro/Engineer系统中，必须进行应用程序的注册，才能运行和生成一个注册文件（* .dat），其中包含的应Pro/Engineer用程序的位置，菜单资源及对话框资源文件的位置，以及该Pro/TOOLKIT的版本信息[2][3]。2．以开发直齿圆柱齿轮为例来具体论述设计过程（1）编写齿轮设计的下拉菜单在已有的菜单条中要增加一列“齿轮参数化设计”及下拉菜单。具体有两步：第一步定义按钮命令；第二步是菜单栏中添加该按钮。在程序中加入以下命令：ProMenubarMenuADD(“UserMenu”,“齿轮参数化设计”，“Utilities”,PRO_B_FALSE,UserMg)ProMenubarmenuPushbuttonADD(“UserMenu”,“直齿圆柱齿轮帮助”,NULL,PRO_B_TRUE,cmd_id1,UserMsg)（2）编写人机交换对话框。利用Pro/TOOLKIT提供的（User Interface Dialog Boxes）对话框技术。其中UI对话框的设计涉及两个方面：一是按界面的布局编写资源文件；二是针对UI对话框的功能编写相应的控制程序。要在C语言程序中进行以下过程：(a)程序读取对话框资源文件，以便将对话框调入内存；(b) 为对话框各控件指定行为函数，修改对话框及控件属性；(c) 显示对话框，接受用户交往；(d)关闭对话框，释放对话框所占的内存。其中主要用到以下函数:对话框调入内存函数ProUIDialogCreat( )，对话框各控件指定行为函数ProUIPushbuttonActivateActionset( )，激活对话框函数ProUIDialogActivate( )，关闭对话框函数ProUIDialogDestroy( )。（3）在零件模式下建立直齿圆柱齿轮的模型，并将各尺寸间的关联输入到Program中的INPUT-END与RELATIONS-ENDRELATIONS之间，这其中找各尺寸的关系很重要，即不要繁琐，也不能过于简单而不能驱动模型。从直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算公式中找到了可以驱动该模型的四个参数：齿轮、模数、压力角与齿宽。在Pro/Engineer的Programe中输入: INPUT（4）最好在对话框输入参数后就可以生成。五、结论本文列举了Pro/Engineer软件常用的二次开发方法和适用场合，并着重介绍了利用Pro/TOOLKIT进行二次开发时的一般步骤。通过“齿轮快速设计系统”的开发实例进一步阐述了在开发过程中应注意的事项。Pro/Engineer是功能强大/体系完备的CAD/CAM软件，通过对其二次开发可以将Pro/Engineer的通用性和专一性完美的结合起来。企业应根据其自身的产品对象、人员素质和开发要求来确定开发工具与开发深度。参考文献[1] 林龙震．Pro/TOOLKIT WILDFIRE 2.0插件设计[M]．电子工业出版社．2005.1．[2] 李世国，何建军．基于Pro/E零件模型的参数化设计技术研究[J]．机械设计与研究．2002.12．

普通车床数控研究及改造设计中文摘要：针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。 关键词：数控机床，单片机数控系统，改装设计 一、引言 机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。二、概述工数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加出所需的工件。数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点：1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。2.加工精度高；3.生产效率高；4.减轻劳动强度，改善劳动条件；5.良好的经济效益；6.有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本毕业设计实例具有典型性和实用性。 三、总体方案的设计 3.1设计任务本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。3.2总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。 1)数控系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。2)伺服进给系统的改造设计 数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开环控制系统。3)数控系统的硬件电路设计 任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。在设计的数控装置中，CPU的选择是关键，选择CPU应考虑以下要素：（1）时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关；（2）可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关；（3）I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。除此之外，还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等，综合起来考虑以确定CPU。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机，主要是因为它们的配套芯片便宜，普及性、通用性强，制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令更丰富，相对96系列价格更便宜，51系列中，是无ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心，增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。3.3总体方案的确定经总体设计方案的论证后，确定的CA6140车床经济型数控改造示意图。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（Z轴）和横向（X轴）进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及I/O接口送给微机。 四、微机数控系统硬件电路设计 4.1微机数控系统硬件电路总体方案设计本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。各引脚功能简要介绍如下：1)源引脚 VSS：电源接地端。 VCC：＋5V电源端。2)输入/输出（I/O）口线 8031单片机有P0、P1、P2、P3 4个端口，每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时，P0口用来输出低8位并行数据，P2口用来输出高8位地址，P3口除可作为一个8位准双向并行口外，还具有第二功能，各引脚第二功能定义如下：P3.0 RXD：串行数据输入端。P3.1 TXD：串行数据输出端 P3.2 INT0：外部中断0请求信号输入端。P3.3 INT1：外部中断1请求信号输入端。 P3.4 T0：定时器/计数器0外部输入端 P3.5 T1：定时器/计数器1外部输入端 P3.6 WR：外部数据存储器写选通。P3.7 RD：外部数据存储器读选通。 在进行第二功能操作前，对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。3)信号控制线 RST/VPD：RST为复位信号线输入引脚，在时钟电路工作以后，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式：一种是加电自动复位，另一种为开关复位。ALE/PROG：ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。 外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。VPP：当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1：震荡器的反相放大器输入，使用外部震荡器时必须接地；XTAL2：震荡器的反相放大器输出，使用外部震荡器时，接收外围震荡信号；4.2片外三总线结构单片机在实际应用中，常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚，除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外，其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的，这些引脚构成了三总线形式：1)地址总线AB地址总线宽度为16位。因此，外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。2)数据总线DB数据总线宽度为8位，由P0口提供。3)控制总线CB控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。8255A可编程并行I/O口扩展芯片 8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能： 8255A的结构8255A的内部结构包括三个8位并行数据I/O端口，二个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下：（1）三个8位并行I/O端A、B、CA：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。C：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器，C口可分作两个4位口，用于输入或输出，也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。（2）工作方式控制电路A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。（3）读/写控制逻辑电路它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口的工作状态。（4）数据总线缓冲器它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据总线直接相连，以实现CPU和8255A之间信息的传送。五、总结 普通车床数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。六、致谢毕业论文暂告收尾，这也意味着我在九江职业大学的三年的学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的

数控专业毕业论文（设计）大纲 毕业设计是完成数控技术专业培养目标所必须的实践性教学环节，毕业设计为6周。 一、毕业设计的一般步骤 数控技术专业毕业设计大体分为三个阶段：方案选择及分析阶段，设计阶段和实施阶段。方案分析阶段大致包括熟悉课题、收集资料和可行性分析等阶段，设计阶段包括总体和详细两个阶段。 二、 编写毕业设计（论文） 1． 目录和前言：简述本课题的背景和理论根据。 2． 系统功能和使用说明 （1） 环境要求 （2） 叙述对所做课题的系统分析、设计思想和实现方法。详细说明本人所做的工作，鼓励有创意或改进（此点是论文的主题）。 （3） 实验调试情况。系统在调试过程中出现的问题及解决方法。 （4） 结论。对本系统作一个较全面的评价：包括主要功能、有何特点、存在的问题、改进意见等。 （5） 列出参考文献。 3． 编写要求 （1） 毕业论文要条理清楚，文字通顺，整齐美观，用计算机打印。 （2） 字数一般不少于3000字，包括图表。 毕业设计 ( 论文 ) 说明书规范化要求 1．书写格式要求：用电脑打印，符合下列次序： (1) 毕业设计( 论文) 题目； (2) 毕业设计( 论文) 评语； (3) 目录； (4) 内容摘要(100 字，最好用中英文) ； (5) 引言； (6) 正文； (7) 参考文献( 或资料) ； 2．文字要求：文字通顺，语言流畅，无错别字。 3．图纸要求：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。 4．图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制。 5．份量要求：毕业设计( 论文) 字数不少于 0.3万字。 论文选题（参考） 1、利用CAD/CAM软件加工复杂曲面零部件 2、数控机床故障诊断的技巧 3、结合实习内容，选择一台设备进行剖析，分析其工作原理、功能，绘制传动原理图。说明其特点并绘制必要的图样，以及在设计和使用中应注意的问题。 4、设计一台两级减速器用于皮带机传动，要求绘制传动原理图，编制设计计算书，进行一级齿轮和轴的强度校核，并用AUTOCAD绘制图样。其参数如下：输入转速1500r/min、公称输入功率160KW，公称传动比4。

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