AutoCAD下機械標準件設計系統軟件的研究

2013-05-28 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

介紹了在標準件參數化設計中,以AutoCAD為平臺,對ADS_ARX繪圖程序的模塊化處理、AutoCAD下的界面設計以及用Visual C++實現對標準件設計資料庫和方法庫的參數化查詢,為AutoCAD下的二次開發提供了一種全新的方法。

閻曉玲;任家駿;吳鳳林;吳杰生
關鍵字:CAD 標準件參數化

引言

CAD技術在機械工業中的一個重要應用就是參數化設計,即對一些具有相似結構但尺寸經常改動的標準零件, 采用參數化設計的方法建立圖形庫,調出一組參數就能生成一個標準件圖形。本系統中包含一個常用機械設計標準資料庫,使設計人員不必翻閱設計手冊就可以在計算機上查到所需的信息, 除此之外本系統還提供了機械常用各種設計計算方法(包括校核和優化), 并將零件的設計計算和輔助繪圖集成于統一的環境中,從而真正實現了設計與繪圖一體化,明顯提高了產品的設計效率。

1 標準件參數化設計系統的建模

參數化CAD所面對的產品絕大多數為定型產品,這些產品的系列化、通用化、標準化程度高。機械標準件具有上述特點, 所以本系統建模根據參數化的建模思想來進行。系統的基本思路為:首先由用戶選擇所要設計的零件類型,然后選擇設計行為(如對于圓柱齒輪設計有結構、校核或優化設計), 并由用戶輸入原始設計參數,這時零部件CAD子系統根據控制子系統傳輸過來的原始設計參數和所選設計行為進行相應設計活動, 最后由參數化繪圖子系統接收設計結果, 在本系統中繪出相應的零件工作圖,機械標準件設計系統軟件的邏輯框圖見圖1。

2 軟件設計中的關鍵技術

2.1繪圖公用模塊的建立

基于程序設計模塊化思想,為標準件繪圖程序作了一個公用模塊Common.arx,該模塊對標準件圖形環境做了統一規定,并對一些相同功能的程序模塊(如參數輸入、圖形旋轉等)進行了統一編制。另外對某類標準件來說,不同標準號對應的標準件結構基本是相同的,只是局部結構的改變, 因此對這些具有相同圖形的部分也進行了模塊化處理。這樣既節省內存又使程序代碼易于管理。以下對Common.arx中的初始化實體模式與作圖環境子模塊進行說明。

AutoCAD下機械標準件設計系統軟件的研究+項目圖片圖片1

圖1 機械標準件設計標準軟件的邏輯框圖

公用模塊在AutoCAD下建立了三個層stand1(線型continuous,顏色white),stand2(線型center,顏色red), stand3(線型hidden,顏色white)分別放置標準件圖形的粗細實線、中心線和虛線。另外在標準件插入圖形以前,調用公用模塊中的init()初始化作圖環境,完成后再調用rest()恢復以前的作圖環境。以下是init()程序的代碼:

init(){structresbufrBc,rBb,rBu;
ads_getvar(″BLIPMODE″,&rBb);
ads_getvar(″CMDECHO″,&rBc);
rBu.restype=PTSHORT;rBuresval=0;
ads_setvar(″CMDECHO″,&rBu);
ads_setvar(″BLIPMODE″,&rBu);
ads_command(RTSTR,″linetype″,RTSTR,″s″,
RTSTR,″bylayer″,RTSTR,″″,RTNONE);
ads_command(RTSTR,″color″,RTSTR,″bylayer″,RTNONE);}

本系統的參數化繪圖子系統程序框架采用的是ARX的基本結構及消息機制,而機械零件的參數化繪圖部分采用ADS庫函數 (如實體數據庫函數、選擇集操作函數和選擇集構造函數等)來完成。以下介紹ARX的基本結構及消息機制:

AcRx::AppRetCode
AcrxEntryPoint(AcRx::AppMsgCodemsg,void*ptr)
{if(ptr!=NULL){switch(msg){
caseAcRx::kInitAppMsg://加載應用程序
acrxDynamicLinker〉Un1ockApplication(ptr)
break;
caseAcRx::kLoadDwgMsg;//登記ads_defun()定義的函數
funcload();
break;
caseAcRx::kInvkSubrMsg://執行ads_defun()定義的函數
dofun();
break;
caseAcRX::kUnloadDwgMsg://撤消應用程序所做的初始化工作
funcUnload();
ads_printf(″Unloading\n″);
break;
caseAcRx::kUnloadAppMsg://徹底清除所有的系統資源
default:
break;
returnAcRx::kRetOK;}(4)

2.2軟件在AutoCAD下的界面設計

本系統菜單采用AutoCADR14新的菜單制定技術制作而成, 對AutoCADR14的菜單文件ACAD.MNU進行了修改,在下拉菜單draw下加入一項標準件,其下一級子菜單是標準件種類,當你選擇某類零件時會動態加入有關這類零件的設計計算菜單。舉例如下:
* * *POP7
* * draw
ID_MnDraw[&Draw chen]
……
ID_StandardComponent[-〉標準件]
ID_gear[齒輪p(menucmd″p7=+wuhanshejipop1″]
其中,p7為菜單節draw的節號即POP7,chilunshejipop1表明所要加入的菜單節組名為chilunsheji,菜單節號為pop1。然后由設計菜單調用零部件子系統進行設計計算和參數化繪圖。

3 軟件的數據查詢

Visual C++的MFC數據庫類提供了強大的數據訪問功能,并且可以采取中文界面,所以本系統采用了MFC數據庫類中的兩種:
CDatabase類:
CDatabase類用來封裝應用程序對一個數據庫連接的處理,具體做法如下:
Cdatabase * pDb; pDb=newCdatabase;
pDb-〉OpenEx(″DSN=db1″)這樣便建立了與名為db1的數據庫的連接,本系統采用十分流行的Access作數據庫平臺存放設計系統中所需的大量數據。
CRecordset類:
這個類用來封裝對數據庫的查詢,如加入、修改、刪除等操作,設計資料庫的訪問(只簡單介紹如何實現參數化查詢)。

假設CmyRecordset為記錄集類Crecordset的派生類, 在CmyRecordset類的聲明中加入m_ffl(查詢參數),在CmyRecordsetcpp文件AFX_Field_Init后初始化m_ffl及m_nparams(查詢參數的個數)以下為具體查詢的實現:
Bool bRc:CmyRecordset * p=new CmyRecordset;
p-〉m_strFilter=″直徑=?″;p-〉m_ffl=mm(此處mm具有具體值);
bRc=P〉Open(Crecordset::snapshot,NULL,Crecordset::readOnly);
if(bRc)
TRACE(″openedsuccessful!\n″);
Else
TRACE(″openedfailed\n″);
然后由CmyRecordset類的成員變量即可得所需的數據。

4 公式庫的建立

本系統中要用到很多計算公式,進行數據擬合和強度校核以及優化設計, 因此建立了一個動態連接庫(DLL),將相關的計算公式作為成員函數集總在各自的零件類中,在Visual C++中創建擴展MFC DLL,這樣在設計計算中就可以動態加載所需公式。舉例如下:
class AFX_EXT_CLASS chilun
{public:
……
doubletouchlimcan(CStringmatlx,doubleht,doubleu)
……
}
doublechilun::touchlimcan(CStringmatlx,doubleht,doubleu)
{if(matlx==″調質合金″)
return 0.81081*ht+518.64865+u*7;
elseif(matlx==″碳素鋼″)
return 0.93750*ht+298.125+u*140;
……
else
return 0;}

以上代碼中AFX_EXT_CLASS表示chilun類可以被其它應用程序引用,函數touchlimcan()是用來進行齒輪接觸疲勞極限計算的。

5 標準件設計系統的功能及應用情況

本軟件可以完成各種標準件的設計、繪制,每類標準件都是根據最新的《機械設計手冊》規定的標準制定。在應用上,它可以用于實際的機械設計輔助繪圖,大大提高了工程人員的工作效率。

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