锥形螺杆在Pro/E中的自动化建模技术

付鹏

摘 要：锥形螺杆是机械设备的常见零件，根据其结构特点，确定了该螺杆的结构驱动参数；通过对Pro/E开发方法的分析比较，找到了螺杆的自动化建模最佳实现方式为Pro/Toolkit；按照Pro/Toolkit的二次开发步骤，实现了锥形螺杆的参数自动化建模，为进一步进行螺杆的有限元分析和优化设计奠定了基础。

关键词：螺杆；Pro/E；自动化建模；Pro/Toolkit；二次开发

中图分类号：TP391 文献标识码：A

0.引言

锥形机械设备中的常见零件，其设计参数是影响设备工作性能的最主要因素。利用计算机辅助设计技术与有限元分析技术对其优化设计时，需要多次建模，造成了对人力、物力的浪费。

Pro/E软件是一种可提供二次开发工具的三维软件平台，包括族表、Pro/Toolkit、用户自定义特征等多种二次开发方法。其中，Pro/Toolkit是其最强大、最高级的开发工具包，可实现外部应用程序与平台自身的无缝集成。本文利用Pro/Toolkit二次开发模块，实现了锥形螺杆的自动化建模，提高了该复杂模型的设计效率，为后续的力学分析等工作提供方便。

1.Pro/E开发方法介绍

PRO/ENGINEER的二次開发工具包括：Pro/Toolkit、用户定义特征、Pro/Program、J-link与族表。

Pro/Toolkit与 J-link分别是基于C语言、JAVA语言的二次开发工具，前者可通过调用软件本身底层函数，并利用C语言访问其自身数据库以及内部应用程序来实现相关功能的扩展。

用户定义特征是将许多特征组合成为一个自定义特征，使用时可直接调用这个包含多特征的单特征组合。适合应用于某个特定结构。

Pro/Program包含了Pro/ENGINEER中模型的主要设计步骤与参数列表，可通过编辑该Pro/Program文件实现对模型的控制。

族表又称为表格驱动，是一种可以通过电子表格管理的、适用于具有相同或相近结构的零件（如标准件）的开发工具。

由于锥形螺杆结构复杂，建模不便，为了达到变螺距、变根径、变长度的锥形螺杆的自动化建模的目的，结合Pro/E各个开发方法的特点，选择利用Pro/Toolkit二次开发模块对其进行自动化建模。

2.锥形螺杆自动化建模的实现

2.1 锥形螺杆的参数化建模

利用Pro/E提供的参数功能（Parameters）将螺杆的圆台后直径（dia1）、圆台前直径（dia2）、螺旋体直径（dia3）、圆台长度（len1）、圆锥长度（len2）、螺距（pitch）分别分别设置为可变参，建立的螺杆模型如图1所示。

利用关系功能（Relations），创建螺杆的参数关系：

d1=len1

d2=len2

d4=dia1/2

d16=dia2/2

d10=pitch

d25=dia3/2-d4

2.2 菜单信息文件的设计

为了便于用户对螺杆参数化建模命令的查找，采用向工具条中添加命令图标的方式。程序运行时，需要在工具菜单下添加Screw Design按钮，并且显示命令图标。根据上述要求编写的菜单信息文件Utilities.txt内容如下：

……

-Screw Design

-Screw Design

……

This command dedigns the Screw

2.3 对话框资源文件的设计

将对话框设置为可以输入六个参数的布局，并将其置于Pro/E界面中间位置。运用prodialog_view预览对话框的效果如图2所示，资源文件如图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 "后端直径"）

（dia1label.TopOffset 4）

（dia1label.BottomOffset 4）

（dia1label.LeftOffset 4）

……

3.3 程序源文件的设计

程序源文件主要包含3部分，第一部分为菜单源程序，第二部分为对话框源程序，第三部分为通过利用函数对前两两程序的连接。

……

// 将对话框调入内存

ProUIDialogCreate（“screw”， “screw”）；

//设置ok按钮激活函数，使按钮调用yuanzhuOK

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

//设置cancel按钮激活函数，使按钮调用UsrCancelAction

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

……

//读取编辑框输入的数值

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赋值

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 注册和运行程序

在螺杆目录下创建注册文件protk.dat。

……

exec_file E：＼screw＼Debug＼screw.exe

text_dir E：＼screw＼text

……

利用辅助应用程序功能完成上述注册文件的注册，并运行该程序，输入相关参数，得到的螺杆模型如图3所示。

结论

（1）通过分析比较Pro/E开发方法的特点，找到了适合锥形螺杆自动化建模的开发方式为Pro/Toolkit。

（2）在分析锥形螺杆的结构参数的基础上，设置了锥形螺杆的驱动参数，在Pro/E中建立了带有参数关系的螺杆模型。

（3）根据Pro/Toolkit二次开发的步骤，编写了菜单信息文件、对话框资源文件与程序源文件。

（4）创建了程序的注册文件，成功地运行了程序。

（5）实现了不同尺寸参数的螺杆的自动化参数建模，提高了建模的效率。同时，也为其他相似零件的二次开发方法提供了参考。

参考文献

[1]刘光富，李爱平.熔融沉积快速成型机的螺旋挤压机构设计[J].机械设计，2003，20（9）：23-25.

[2]康冰，张祖立.基于APDL的挤压膨化锥形螺杆的参数化建模[J].农机化研究，2007（4）：56-58.endprint