機械畢業設計論文

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『貳』 機械類畢業論文設計

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『叄』 機械設計畢業論文

基於UG的模塊化機械設計方法研究
摘 要]本文採用模塊化設計思想和UG二次開發技術,解決了用UG軟體進行機械設計時,許多常用件需要多次重
新設計的問題。常用件模塊以菜單的方式結合在UG軟體中,這具有良好的可擴充性和可移植性。
[關鍵詞]模塊化設計 機械設計 UG二次開發
Unigraphics(簡稱UG)是美國EDS公司推出的CAD/
CAM/CAE一體化軟體。它的內容涉及到平面工程制圖、三維
造型、裝配、製造加工、逆向工程、工業造型設計、注塑模具設計、
鈑金設計、機構運動分析、數控模擬、渲染和動化模擬、工業標准
交互傳輸、有限元分析等十幾個模塊。近年來UG發展迅速,已
廣泛應用於多個領域,更是進行機械設計的常用軟體。雖然UG
功能非常強大,但在進行機械產品設計的時候經常會遇到一些
標准件以外的常用件,若每次對它們均從頭開始設計,則要做大
量的重復性工作。為了提高勞動生產率,降低設計成本,將已經
廣泛應用於電子、計算機、建築等領域的模塊化設計思想引用到
機械設計中,形成基於UG的模塊化機械設計。
1模塊化機械設計
1.1模塊及模塊化的概念
模塊是一組具有同一功能和結合要素(指聯接部位的形狀、
尺寸、連接件間的配合或嚙合等),但性能、規格或結構不同卻能
互換的單元。模塊化則是指在對產品進行市場預測、功能分析的
基礎上劃分並設計出一系列通用的功能模塊,然後根據用戶的
要求,對模塊進行選擇和組合,以構成不同功能或功能相同但性
能不同、規格不同的產品。
1.2模塊化機械設計相關性
模塊化設計所依賴的是模塊的組合,即結合面,又稱為接
口。為了保證不同功能模塊的組合和相同功能模塊的互換,模塊
應具有可組合性和可互換性兩個特徵。這兩個特徵主要體現在
介面上,必須提高模塊標准化、通用化、規格化的程度。對於模塊
化機械設計,可見其關鍵是怎樣劃分模塊,這里主要通過綜合考
慮零部件在功能、幾何、物理上存在的相關性來劃分模塊。
(1)功能相關性零部件之間的功能相關性是指在模塊劃分
時,將那些為實現同一功能的零部件聚在一起構成模塊,這有助
於提高模塊的功能獨立性。
(2)幾何相關性零部件之間的幾何相關性是指零部件之間
的空間、幾何關繫上的物理聯接、緊固、尺寸、垂直度、平等度和
同軸度等幾何關系。
(3)物理相關性零部件之間的物理相關性是指零部件之間
存在著能量流、信息流或物料流的傳遞物理關系。
1.3模塊化機械設計的優點
模塊化機械設計在技術上和經濟上都具有明顯的優點,經
理論分析和實踐證明,其優越性主要體現在下述幾方面:
(1)可使現在機械工業得到振興,並向高科技產業發展;
(2)減輕機械產品設計、製造及裝配專業技術人員的勞動強
度;
(3)模塊化機械產品質量高、成本低,並且妥善解決了多品
種小批量加工所帶來的製造方面的問題;
(4)有利於企業根據市場變化,採用先進技術改造產品、開
發新產品;
(5)縮短機械產品的設計、製造和供貨期限,以贏得用戶;
(6)模塊化機械產品互換性強,便於維修。
2模塊化機械設計在UG中的實現
2.1總體構思
在用UG進行機械設計時,為了將常用件模塊化,首先要把
常用件的三維模型表達出來。對於系列產品,可按照成組技術的
原理進行分類,一組相似的常用件建立一個三維模型,即所謂的
三維模型樣板。根據UG參數化設計思想,一個三維模型樣板可
認為是一組尺寸不同、結構相似的系列化零部件的基本模型。把
眾多的三維模型樣板按類分開,每一類放在一個集合里,這樣每
類都形成了一個三維模型樣板的模塊庫。為了使模塊庫與UG
的集成環境有機地結合在一起,把每個模塊庫都以圖標的方式
放在用戶菜單上,以方便調用。為了實現這一總體構思,綜合運
用了UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler、UG/Open
API、Visual C++等UG二次開發技術,其程序流程圖如圖1
2.2模塊庫菜單設計
為了與UG菜單交互界面風格保持一致,模塊庫採用了分
級式下拉菜單,下拉菜單通過UG/Open MenuScript模塊開發
實現。即利用MenuScript提供的UG菜單腳本語言,編寫成擴
展名為「.men」的文本文件,將其放在用戶目錄下的/startup目
錄內,通過設定UG的環境變數,UG在啟動時會自動載入用戶
菜單文件。為了方便用戶調用時快速檢索到所要的常用件三維
模型樣板,將下拉菜單的最大深度設計為3級,且每一條下拉菜
單最多不超過15個按鈕。末級菜單上每一個按鈕對應一個常用
件三維模型樣板名稱,點擊末級菜單按鈕即調出創建相應產品
的三維模型樣板對話框。
2.3三維模型樣板對話框設計
利用UG/Open Ulstyle製作UG風格的對話框,按照模型
樣板的參數生成包含數據輸入框、文本框、按鈕、圖片等控制項的
對話框。在對話框上部顯示零配件圖片,在對話框左上角顯示對
話框標題,在UG系統窗口左下角顯示操作提示信息,這樣可以
使用戶很方便地設計或選用常用件三維模型,三維模型樣板對
話框設計完成後,生成擴展名為「.dlg」文件。所有對話框都有6
種基本同調函數,分別是Apply按鈕的回調函數,Back按鈕的
回調函數、Cancel按鈕的回調函數、OK按鈕的回調函數、對話
框構造函數和對話框析構函數。其中對話框構造函數在UG構
建對話框完成之後、用戶應用程序執行之前調用,將常用件三維
模型的常用規格及技術要求顯示到信息窗口,供用戶創建產品
時作參考。對話框析構函數在UG用戶對話框關閉時調用,程序
編寫時利用它進行關閉、清除信息窗口以及釋放申請的內存空
間等操作。
2.4應用程序動態鏈接庫(*.dll)創建
UG/Open API應用程序是用C/C++語言編寫的,它除了
能夠在UG的環境下對UG進行功能調用外,還能在程序中實
現軟體的文件管理、流程式控制制、數據傳輸、窗口調用、數值計算等
C/C++語言支持的全部功能,使用非常靈活。UG/Open API
應用程序牽涉到UG提供的頭文件(*.h)、庫文件(*.dll)及
以C/C++語言編程環境,需要對Visual C++編譯環境進行
設置,下面給出了Visual C++6.0編譯環境設置方法及動態
鏈接庫的創建過程:
(1)建立一個空的動態鏈接庫工程。
(2)配置程序頭文件(*.h)、庫文件(*.dll)的目錄路徑。
其中頭文件包括UG頭文件,Visual C++6.0庫文件。
(3)將對話框生成的C語言源文件模板文件*.template.c
添加到Project中。
(4)編制應用程序。進入對話框回調函數內部進行程序編
制,定義變數及UG對象,運用C/C++語言和UG/Open API
函數進行參數化建模設計。
(5)生成動態鏈接庫(*.dll)文件。UG啟動時會自動載入
動態鏈接庫文件,供用戶菜單調用。
3結束語
隨著裝備製造業的飛速發展,產品種類急劇增多且結構日
趨復雜,只有產品設計周期不斷縮短,才能夠滿足企業激烈競爭
的需要。用UG軟體進行模塊化機械設計符合機械產品快速設
計的理念,符合裝備製造業的發展需要,是機械設計的發展方向
之一,具有較高的實用價值和經濟價值。
參考文獻
[1]袁峰UG機械設計工程範例教程[M]北京機械工業出
版社2006
[2]王志張進生於豐業王鵬任秀華基於模塊化的機械產
品快速設計[J]機械設計2004,21,8
[3]滕曉艷張家泰產品模塊化設計方法的研究[J]應用科
技2006,33,2
[4]董正衛田立中付宜利UG/Open API編程基礎[M]北
京清華大學出版社,2002

『肆』 機械設計製造專業畢業設計論文

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『伍』 機械類 本科 畢業 設計（論文）

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