摘要 在產品設計過程中，建立零件參數化設計係統是提高產品設計效率的有效途徑。本文論述了以Pro/E為平台，VC++為開發工具，通過加載Pro/TOOLKIT應用程序，開發出與Pro/E係統集成的零件參數化設計係統，並以齒輪為例，詳細闡述了零件參數化程序設計的關鍵技術和實現過程。
關鍵詞 Pro/E；Pro/TOOLKIT；二次開發；參數化設計
中圖分類號 TH122文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)11-0039-02
0 引言
齒輪參數化設計，由於其複雜性，一般設計者很難精確的造型。隨著塑料齒輪模具的廣泛應用和快速成型及虛擬製造技術的迅速發展，用CAD軟件對齒輪三維基體和齒麵進行參數化造型設計已成為設計者的迫切需求。文章采用二次開發工具Pro/Toolkit，在VC環境下，基於機械CAD軟件Pro/Engineer開發了齒輪參數化造型設計係統，來解決齒輪三維實體參數化造型設計這一類難題。
1 參數化設計的係統結構
參數化程序設計的基本原理是：采用三維模型與程序控製相結合的方式，用交互方式創建三維原始模型，並建立一組能控製三維模型形狀和拓撲關係的設計參數，然後在SQL Server數據庫中建立相應的表格。通過VC++映射一個CRecordset類對象用於交互，參數化程序通過對模型的設計參數編程，來實現設計參數的檢索、修改以及三維模型的再生，框圖如圖1所示。各模塊及功能如下：
1)係統界麵模塊：該模塊的作用是定義齒輪實體造型所需要的參數變量；
2)三維CAD軟件接口模塊：CAD軟件的API函數以類的形式封裝起來，在齒輪造型時通過這些函數驅動CAD軟件生成實體；
3)結構計算模塊：根據界麵模塊的用戶輸入的參數計算齒輪的結構參數；
4)齒形計算模塊：該模塊是整個係統的核心。通過計算得到特定截麵的齒廓參數，為齒形生成模塊準備所需的數據；
5)結構實體生成模塊：該模塊應用三維CAD軟件的基本特征，如拉伸、旋轉和圓周陣列等操作，按照結構類型計算模塊輸入的參數，生成齒輪的結構實體部分；
6)齒形生成模塊：該模塊根據齒形計算的輸出參數，利用三維軟件的掃描和層疊拉伸功能在齒輪坯上生成一個齒形特性，然後應用圓形陣列生成所有齒形。
2 參數化設計係統開發的關鍵技術
2.1 創建參數化齒輪模型
以齒輪為例，其主要設計參數包括驅動參數：齒數(z)、模數m)、壓力角(a)、齒寬(b)；以及其它參數如齒輪的齒頂高(ha)、齒根高(hf)、分度圓直徑(d)、齒頂圓直徑(da)等。在Pro/E的“工具/參數”中設置z、m、a、b、d、ha等設計參數；在“工具/關係”中直接添加參數間的關係式，如圖2所示。
2.2 應用程序接口API的設計
Pro/ Toolkit 工具包中的庫文件中的函數是用C++語言編寫的，這些函數提供了Pro/ E 係統的外部接口，可對Pro/E的數據庫直接存取。用戶可在C++中編寫自己的程序，通過對庫文件中的函數的調用完成應用程序的設計。應用程序經編譯、鏈接後生成可執行文件，該可執行文件經注冊文件protk. dat 注冊後供Pro/E加載並運行。應用程序在Pro/E 中的運行方式有兩種：同步方式和異步方式。在同步方式分為郎中模式，即動態連接庫模式(DLL)和多進程模式(Multiprocess mode，也稱為派生模式，Spawned Mode)，其主要功能如下：