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1、武汉工业学院毕业设计（论文）开题报告2010 届毕业设计题目: 基于 AutoCAD 的圆柱齿轮三维参数化设计院（系）:机 械 工 程 学 院专业名称: 过程装备与控制工程 学生姓名: 学生学号: 指导教师: 杨红军 武汉工业学院学生毕业设计（论文）开题报告表课题名称 基于 AutoCAD 的圆柱齿轮三维参数化设计 课题类型 论文课题来源 导 师 杨红军学生姓名 学 号 专 业一，课题研究目的和意义AutoCAD 是目前微机上应用最为广泛的通用交互式计算机辅助绘图与设计软件包。AutoCAD 的强大生命力在于它的通用性、多种工业标准和开放的体系结构。AutoCAD 的通用性为其二次开发提供了必
2、要条件，而 AutoCAD 开放的体系结构则使其二次开发成为可能，它允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩充修改，即二次开发。AutoCAD 参数化设计是二次开发技术在实际应用中提出的课题，参数化设计通常是指软件设计者为绘图及修改图形提供一个软件环境，工程技术人员在这个环境中所绘制的任意图形均可以被参数化，修改图中的任一尺寸，均可实现尺寸驭动，引起相关图形的改变.它不仅可使 CAD 系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。其目的是通过图形驭动(或尺寸驭动)方式在设计绘图状态中修改图形。利用参数化设计手段开发的 AutoCAD 设计系统，可使工程设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱
3、出来，可以大大提高设计速度。AutoCAD 是目前使用最为广泛的机械图形绘制软件。但是它小支持尺寸驱动的参数化绘图方式，因此在用它进行绘图的过程中就存在大量的没意义重复性的绘图。由于齿轮的绘制比较麻烦，我们就考虑用程序驱动的方式，通过编程实现齿轮的参数化绘图从而提高绘图效率。以 AutoCAD 为平台，利用 VB 语言对 AutoCAD 进行二次开发，开发出了齿轮参数化设计库。参数化设计是当前 AutoCAD 技术中的一个研究热点.对参数化技术进行深入的研究, 对于提高我国企业的 AutoCAD 自动化程度以及竞争力有着重要的现实意义。二，课题研究现状和前景1 .计算机辅助绘图的研究现状Aut
4、oCAD 是由美国 Autodesk 公司于二十世纪八十年代初为微机上应用 CAD 技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD 可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD 绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。AutoCAD 具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，
5、从而不断提高工作效率。 AutoCAD 具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320200到20481024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为 AutoCAD 的普及创造了条件。AutoCAD 的发展过程可分为初级阶段、发展阶段、高级发展阶段、完善阶段和进一步完善阶段五个阶段。在 AutoCAD 2004的基础上，Autodesk 公司还同时发布了针对建筑业、基础设施和机械制造业的10个行业应用解决方案。AutoCAD 2004与它的前一版本 AutoCAD 2002相比，在速度、数据共享和软件管理
6、方面有显著的改进和提高。AutoCAD 2004的速度比 AutoCAD 2002提高24%，网络性能提升了28%，DWG 文件大小平均减小44%，可将服务器磁盘空间要求减少40%60%。在数据共享方面，AutoCAD 2004采用改进的 DWF 文件格式DWF 6，支持在出版和查看中安全地进行共享；并通过参考变更的自动通知、在线内容获取、CAD 标准检查、数字签字检查等技术提供了方便、快捷、安全的数据共享环境。此外，AutoCAD 2004与业界标准工具SMS、 Windows Advertising 等兼容，并提供免费的图档查看工具 Express Tools，在许可证管理、安装实施等方面
7、都可以节省大量的时间和成本。AutoCAD 2004拥有轻松的设计环境，它将把用户的注意力从键盘、鼠标和其它输入设备转移到设计上来。在完成任务的自动化方面，AutoCAD 2004还向用户提供实时的信息和数据访问，帮助用户进行设计。AutoCAD 之所以能取得成功，很大一部分因归功于其采用开放式体系。它提供接口允许用户、二次开发商在 AutoCAD 平台上开发各种应用程序，用户可以定制自己的外部命令(PCP)、菜单 (Menu) ，型( Shape ) 。线型( Line Type)、多线(Multi Line)、填充 (Hatch)等。目前，以 AutoCAD 为平台进行二次开发的注册开发商
8、已超过 2500 家，开发出的应用软件广泛应用于机械、建筑、服装设计等各行各业。2 .三维参数化的研究现状Auto CAD 提供了众多的二次开发环境 :包括 R2.18版及以后版本提供的 Auto LSIP, R11. 0开始提供的 ADS( Advanced Development System)以及 R13 .R14新增加的 ADSRX .Object-ARX，还有 Visual LISP, Visual Basic,这此众多的二次开发环境对于满足不同层次应用的需求，有着气非常积极的意义。参数化设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，通过用一组参数约束该儿何图形的一组结构尺寸序列，同时记住
9、相应部分的几何约束和拓扑约束关系。参数和设计对象的控制尺寸有显示的对应，设计结果可通过参数驱动，即可通过尺寸驱动原图形达到新的目标几何图形。AutoCAD 平台的参数化设计主要是利用 AutoCAD 提供的编程环境和开发工具(即 AutoCAD 应用程序接口，所写 API )，通过编写程序来使 AutoCAD 实现参数化设计的目的。Auto LISP 开发技术， LISP( LIST Processing)是一种计算机的表处理语言。Auto LISP 是一种运行在 AutoCAD 环境下专用的 LISP 编程语言，是 AutoCAD 的一种嵌人式语言。Auto LISP 程序存储于 ASCII
10、 码文本文件中，每当运行它们，AutoCAD 都将读取并解释它们。通过 Auto LISP，用户可以使 AutoCAD 适应自己的需要、自动执行重复的任务，或生成新的 AutoCAD 命令。ARX 开发技术，ARX 程序与 AutoCAD 联系更加紧密，用户可以使用 C 和 C+语言，通过 ARX ( AutoCAD Runtime Extension)编程接口，来开发 AutoCAD 。ActiveX Automation 开发技术， ActiveX Automation Interface(以前称为 OLE Automation )提供了一种现代的可替代 Auto LISP 及 DCL 的
11、方法和途径。该技术通过AutoCAD“暴露”出来的对象，使用户可以用其他应用程序(如 Visual Basic，或Microsoft Office 应用程序 )通过编程，引用这些对象的属性和方法，从而从AutoCAD 内部或者外部来访问和控制 AutoCAD 对象，使 AutoCAD 能满足特定部件的设计计算、数据处理和图形绘制等综合处理，满足用户的实际设计需要。Visual Basic 是 Microsoft 公司推出的融入了面向对象技术的开发工具，它支持多线程编程和 ActiveX 技术。和其他面向对象的高级编程语言(如 Visual 简单易学、使用方便、功能齐全的特点，深受用户的喜受。目
12、前，VB，C + + , Delphi 等)相比，VB 语言具有的更新换代很快，功能也更为齐全。三，本课题的内容和重难点1 本课题研究的主要内容包括本课题主要是认真查阅文献资料及系统学习 AutoCAD 绘图软件，了解各种有关AutoCAD 的二次开发工具，并选用一种高级语言对 AutoCAD 进行二次开发，完成圆柱齿轮类零件的三维参数化设计，主要包括以下几个方面：1. 系统总结归纳各种三维绘图软件及三维参数化设计的实现方法，并分析各中AutoCAD 二次开发的工具。2. 分析齿轮类零件的各参数之间的关系，建立数据库。3. 三维参数化设计用户交互界面的设计。4. 编写程序代码，实现齿轮类零件三
13、维参数化模型的自动生成。用 VB6.0 实现 ActiveX Automation 开发的关键是要获得 AutoCAD 对象的指针，即创建 AutoCAD Application 对象，进而创建 AutoCAD 的文档对象，以实现对AutoCAD 中其他对象的访问，完成与 AutoCAD 的通信。在 VB6.0 中要创建AutoCAD Application 对象，需在 VB6.0 的应用对话框中设置 AutoCAD2004 类型库与 AutoCAD R14 Object 这样才能创建与 AutoCAD 有关的对象。可以设计了一个简单圆柱齿轮的绘图程序。在输人对话框中，用户要输人齿轮得模数和齿
14、数等，当点击“绘图”按钮后，系统将起动 AutoCAD2004 开始绘图。2 本课题研究的重点和难点二次开发平台的实现其实也不难，主要解决好以下几个技术问题就可以了：1 实现语言的选择，应考虑到充分利用社会上的软件技术人员储备，选择一个主流言；我用的是 Visual Basic 语言。2 程序结构设计成可动态加载的模式，规定一个尽可能简单的开发框架；3 数据概念层隔离，便于不同的模块使用；4 基本操作概念层格林，便于开发商使用；5 辅助功能概念层，解决开发商数据的容错性判断，提高主应用的稳定性；6 AutoCAD 二次开发工具的掌握及运用 。以上几个问题解决好后，二次开发平台基本上就可以运转了
15、。四，研究方案和思路三维参数化设计常见的有基于 AutoCAD 的参数化设计、基于 Pro/E 的参数化设计，以及基于 Solid works 的参数化设计等。实现参数化设计的方法有利用高级编程语言如 Visual Basic 或 Visual C+等对三维绘图软件进行二次开发的，也有直接利用绘图软件自带的参数化设计功能模块直接编程实现，如 pro/E 中的 Program 模块。AutoCAD 是目前微机上应用最为广泛的通用的交互式计算机辅助绘图与设计软件包，但它不具备尺寸驱动的功能，这使得利用该软件直接生成系列零件不太方便。但AutoCAD 具备开放的体系结构，它允许用户和开发者采用高级编
16、程语言对其进行扩充和修改，即二次开发，能最大限度地满足用户的特殊要求。AutoCAD 的二次开发工具包括：1、第一代开发工具Auto LISP 2、第二代开发工具ADS 3、第三代开发工具Visual LISP，ARX 及基于 ActiveX Automation 技术的 VBA等。要综合比较各种开发工具的优缺点，实现的难易程度以及自身的编程能力，选定一种合适的工具进行参数化设计。我的设计是利用 VB 语言进行编程，完成齿轮三维参数化的设计。五，研究进度和时间安排设计进行的阶段和时间安排如下：2013 年 3 月 1 日2010 年 3 月 28 日 毕业实习、完成资料收集、实习日志和实习报告2013 年 3 月 29 日2010 年 4 月 11 日 开题、完成文献综述、外文文献的翻译及开题报告2013 年 4 月 12 日2010 年 6 月 6 日 中期阶段、完成课题的研究开发，程序的编写，论文
