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武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 2010屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目: 基于AutoCAD的圓柱齒輪三維參數(shù)化設(shè)計(jì) 院（系）:機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專業(yè)名稱: 過程裝備與控制工程 學(xué)生姓名: 學(xué)生學(xué)號(hào): 指導(dǎo)教師: 楊紅軍 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表 課題名稱 基于AutoCAD的圓柱齒輪三維參數(shù)化設(shè)計(jì) 課題類型 論文 課題來源 導(dǎo) 師 楊紅軍 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 一，課題研究目的和意義 AutoCAD是目前微機(jī)上應(yīng)用最為廣泛的通用交互式計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)軟件包。AutoCAD的強(qiáng)大生命力在于它的通用性、多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開放的體系結(jié)構(gòu)。AutoCAD的通用性為其二次開發(fā)提供了必要條件，而AutoCAD開放的體系結(jié)構(gòu)則使其二次開發(fā)成為可能，它允許用戶和開發(fā)者采用高級(jí)編程語言對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充修改，即二次開發(fā)。 AutoCAD參數(shù)化設(shè)計(jì)是二次開發(fā)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，參數(shù)化設(shè)計(jì)通常是指軟件設(shè)計(jì)者為繪圖及修改圖形提供一個(gè)軟件環(huán)境，工程技術(shù)人員在這個(gè)環(huán)境中所繪制的任意圖形均可以被參數(shù)化，修改圖中的任一尺寸，均可實(shí)現(xiàn)尺寸馭動(dòng)，引起相關(guān)圖形的改變.它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。其目的是通過圖形馭動(dòng)(或尺寸馭動(dòng))方式在設(shè)計(jì)繪圖狀態(tài)中修改圖形。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開發(fā)的AutoCAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可使工程設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計(jì)速度。 AutoCAD是目前使用最為廣泛的機(jī)械圖形繪制軟件。但是它小支持尺寸驅(qū)動(dòng)的參數(shù)化繪圖方式，因此在用它進(jìn)行繪圖的過程中就存在大量的沒意義重復(fù)性的繪圖。由于齒輪的繪制比較麻煩，我們就考慮用程序驅(qū)動(dòng)的方式，通過編程實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化繪圖從而提高繪圖效率。以AutoCAD為平臺(tái)，利用VB語言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)出了齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)庫。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前AutoCAD技術(shù)中的一個(gè)研究熱點(diǎn).對(duì)參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行深入的研究,對(duì)于提高我國企業(yè)的AutoCAD自動(dòng)化程度以及競爭力有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 二，課題研究現(xiàn)狀和前景 1 .計(jì)算機(jī)輔助繪圖的研究現(xiàn)狀 AutoCAD是由美國Autodesk公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過不斷的完美，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD可以繪制任意二維和三維圖形，并且同傳統(tǒng)的手工繪圖相比，用AutoCAD繪圖速度更快、精度更高、而且便于個(gè)性，它已經(jīng)在航空航天、造船、建筑、機(jī)械、電子、化工、美工、輕紡等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。 AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持分辨率由320200到20481024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。AutoCAD的發(fā)展過程可分為初級(jí)階段、發(fā)展階段、高級(jí)發(fā)展階段、完善階段和進(jìn)一步完善階段五個(gè)階段。 在AutoCAD 2004的基礎(chǔ)上，Autodesk公司還同時(shí)發(fā)布了針對(duì)建筑業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)械制造業(yè)的10個(gè)行業(yè)應(yīng)用解決方案。AutoCAD 2004與它的前一版本AutoCAD 2002相比，在速度、數(shù)據(jù)共享和軟件管理方面有顯著的改進(jìn)和提高。AutoCAD 2004的速度比AutoCAD 2002提高24%，網(wǎng)絡(luò)性能提升了28%，DWG文件大小平均減小44%，可將服務(wù)器磁盤空間要求減少40%——60%。在數(shù)據(jù)共享方面，AutoCAD 2004采用改進(jìn)的DWF文件格式——DWF 6，支持在出版和查看中安全地進(jìn)行共享；并通過參考變更的自動(dòng)通知、在線內(nèi)容獲取、CAD標(biāo)準(zhǔn)檢查、數(shù)字簽字檢查等技術(shù)提供了方便、快捷、安全的數(shù)據(jù)共享環(huán)境。此外，AutoCAD 2004與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)工具SMS、Windows Advertising等兼容，并提供免費(fèi)的圖檔查看工具Express Tools，在許可證管理、安裝實(shí)施等方面都可以節(jié)省大量的時(shí)間和成本。AutoCAD 2004擁有輕松的設(shè)計(jì)環(huán)境，它將把用戶的注意力從鍵盤、鼠標(biāo)和其它輸入設(shè)備轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)上來。在完成任務(wù)的自動(dòng)化方面，AutoCAD 2004還向用戶提供實(shí)時(shí)的信息和數(shù)據(jù)訪問，幫助用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)。 AutoCAD之所以能取得成功，很大一部分因歸功于其采用開放式體系。它提供接口允許用戶、二次開發(fā)商在AutoCAD平臺(tái)上開發(fā)各種應(yīng)用程序，用戶可以定制自己的外部命令(PCP)、菜單(Menu) ，型( Shape) 。線型( Line Type)、多線(Multi Line)、填充(Hatch)等。目前，以AutoCAD為平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)的注冊(cè)開發(fā)商已超過2500家，開發(fā)出的應(yīng)用軟件廣泛應(yīng)用于機(jī)械、建筑、服裝設(shè)計(jì)等各行各業(yè)。 2 .三維參數(shù)化的研究現(xiàn)狀 Auto CAD提供了眾多的二次開發(fā)環(huán)境:包括R2.18版及以后版本提供的Auto LSIP, R11. 0開始提供的ADS( Advanced Development System)以及R13 .R14新增加的ADSRX .Object-ARX，還有Visual LISP, Visual Basic,這此眾多的二次開發(fā)環(huán)境對(duì)于滿足不同層次應(yīng)用的需求，有著氣非常積極的意義。 參數(shù)化設(shè)計(jì)一般是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀比較定型，通過用一組參數(shù)約束該兒何圖形的一組結(jié)構(gòu)尺寸序列，同時(shí)記住相應(yīng)部分的幾何約束和拓?fù)浼s束關(guān)系。參數(shù)和設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯示的對(duì)應(yīng)，設(shè)計(jì)結(jié)果可通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)，即可通過尺寸驅(qū)動(dòng)原圖形達(dá)到新的目標(biāo)幾何圖形。 AutoCAD平臺(tái)的參數(shù)化設(shè)計(jì)主要是利用AutoCAD提供的編程環(huán)境和開發(fā)工具(即AutoCAD應(yīng)用程序接口，所寫API )，通過編寫程序來使AutoCAD實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的。 Auto LISP開發(fā)技術(shù)，LISP( LIST Processing)是一種計(jì)算機(jī)的表處理語言。Auto LISP是一種運(yùn)行在AutoCAD環(huán)境下專用的LISP編程語言，是AutoCAD的一種嵌人式語言。Auto LISP程序存儲(chǔ)于ASCII碼文本文件中，每當(dāng)運(yùn)行它們，AutoCAD都將讀取并解釋它們。通過Auto LISP，用戶可以使AutoCAD適應(yīng)自己的需要、自動(dòng)執(zhí)行重復(fù)的任務(wù)，或生成新的AutoCAD命令。 ARX開發(fā)技術(shù)，ARX程序與AutoCAD聯(lián)系更加緊密，用戶可以使用C和C++語言，通過ARX ( AutoCAD Runtime Extension)編程接口，來開發(fā)AutoCAD 。 ActiveX Automation開發(fā)技術(shù)，ActiveX Automation Interface(以前稱為OLE Automation )提供了一種現(xiàn)代的可替代Auto LISP及DCL的方法和途徑。該技術(shù)通過AutoCAD“暴露”出來的對(duì)象，使用戶可以用其他應(yīng)用程序(如Visual Basic，或Microsoft Office應(yīng)用程序)通過編程，引用這些對(duì)象的屬性和方法，從而從AutoCAD內(nèi)部或者外部來訪問和控制AutoCAD對(duì)象，使AutoCAD能滿足特定部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和圖形繪制等綜合處理，滿足用戶的實(shí)際設(shè)計(jì)需要。 Visual Basic是Microsoft公司推出的融入了面向?qū)ο蠹夹g(shù)的開發(fā)工具，它支持多線程編程和ActiveX技術(shù)。和其他面向?qū)ο蟮母呒?jí)編程語言(如Visual簡單易學(xué)、使用方便、功能齊全的特點(diǎn)，深受用戶的喜受。目前，VB，C + + , Delphi等)相比，VB語言具有的更新?lián)Q代很快，功能也更為齊全。 三，本課題的內(nèi)容和重難點(diǎn) 1 本課題研究的主要內(nèi)容包括 本課題主要是認(rèn)真查閱文獻(xiàn)資料及系統(tǒng)學(xué)習(xí)AutoCAD繪圖軟件，了解各種有關(guān)AutoCAD的二次開發(fā)工具，并選用一種高級(jí)語言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，完成圓柱齒輪類零件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，主要包括以下幾個(gè)方面： 1. 系統(tǒng)總結(jié)歸納各種三維繪圖軟件及三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法，并分析各中AutoCAD二次開發(fā)的工具。 2. 分析齒輪類零件的各參數(shù)之間的關(guān)系，建立數(shù)據(jù)庫。 3. 三維參數(shù)化設(shè)計(jì)用戶交互界面的設(shè)計(jì)。 4. 編寫程序代碼，實(shí)現(xiàn)齒輪類零件三維參數(shù)化模型的自動(dòng)生成。 用VB6.0實(shí)現(xiàn)ActiveX Automation開發(fā)的關(guān)鍵是要獲得AutoCAD對(duì)象的指針，即創(chuàng)建AutoCAD Application對(duì)象，進(jìn)而創(chuàng)建AutoCAD的文檔對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)對(duì)AutoCAD中其他對(duì)象的訪問，完成與AutoCAD的通信。在VB6.0中要?jiǎng)?chuàng)建AutoCAD Application對(duì)象，需在VB6.0的應(yīng)用對(duì)話框中設(shè)置AutoCAD2004類型庫與AutoCAD R14 Object 這樣才能創(chuàng)建與AutoCAD有關(guān)的對(duì)象。可以設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單圓柱齒輪的繪圖程序。在輸人對(duì)話框中，用戶要輸人齒輪得模數(shù)和齒數(shù)等，當(dāng)點(diǎn)擊“繪圖”按鈕后，系統(tǒng)將起動(dòng)AutoCAD2004開始繪圖。 2 本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 二次開發(fā)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)其實(shí)也不難，主要解決好以下幾個(gè)技術(shù)問題就可以了： 1 實(shí)現(xiàn)語言的選擇，應(yīng)考慮到充分利用社會(huì)上的軟件技術(shù)人員儲(chǔ)備，選擇一個(gè)主流言；我用的是Visual Basic語言。 2 程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可動(dòng)態(tài)加載的模式，規(guī)定一個(gè)盡可能簡單的開發(fā)框架； 3 數(shù)據(jù)概念層隔離，便于不同的模塊使用； 4 基本操作概念層格林，便于開發(fā)商使用； 5 輔助功能概念層，解決開發(fā)商數(shù)據(jù)的容錯(cuò)性判斷，提高主應(yīng)用的穩(wěn)定性； 6 AutoCAD二次開發(fā)工具的掌握及運(yùn)用 。 以上幾個(gè)問題解決好后，二次開發(fā)平臺(tái)基本上就可以運(yùn)轉(zhuǎn)了。 四，研究方案和思路 三維參數(shù)化設(shè)計(jì)常見的有基于AutoCAD的參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于Pro/E的參數(shù)化設(shè)計(jì)，以及基于Solid works的參數(shù)化設(shè)計(jì)等。實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法有利用高級(jí)編程語言如Visual Basic或Visual C++等對(duì)三維繪圖軟件進(jìn)行二次開發(fā)的，也有直接利用繪圖軟件自帶的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能模塊直接編程實(shí)現(xiàn)，如pro/E中的Program模塊。AutoCAD是目前微機(jī)上應(yīng)用最為廣泛的通用的交互式計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)軟件包，但它不具備尺寸驅(qū)動(dòng)的功能，這使得利用該軟件直接生成系列零件不太方便。但AutoCAD具備開放的體系結(jié)構(gòu)，它允許用戶和開發(fā)者采用高級(jí)編程語言對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充和修改，即二次開發(fā)，能最大限度地滿足用戶的特殊要求。AutoCAD的二次開發(fā)工具包括： 1、第一代開發(fā)工具——Auto LISP 2、第二代開發(fā)工具——ADS 3、第三代開發(fā)工具——Visual LISP，ARX及基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等。 要綜合比較各種開發(fā)工具的優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)的難易程度以及自身的編程能力，選定一種合適的工具進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)是利用VB語言進(jìn)行編程，完成齒輪三維參數(shù)化的設(shè)計(jì)。 五，研究進(jìn)度和時(shí)間安排 設(shè)計(jì)進(jìn)行的階段和時(shí)間安排如下： 2013年3月1日–2010年3月28日 畢業(yè)實(shí)習(xí)、完成資料收集、實(shí)習(xí)日志和實(shí)習(xí)報(bào)告 2013年3月29日–2010年4月11日 開題、完成文獻(xiàn)綜述、外文文獻(xiàn)的翻譯及開題報(bào)告 2013年4月12日–2010年6月6日 中期階段、完成課題的研究開發(fā)，程序的編寫，論文的初稿 2013年6月06日–2010年6月13日 收尾階段、解決遺留問題，完成論文的最后修訂 2010年6月14日–2010年6月15日 畢業(yè)答辯 六，參考文獻(xiàn) [1] 張晉西. 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