毕业设计（论文）-基于solidworks球阀参数化设计.docx

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1、本科毕业设计（论文）题目：基于so1.idworks球阀参数化设计摘要基于so1.idworks球阀参数化设计摘要制造科学与工程学科是一门古老的传统学科，随着计算机技术的不断渗透和融合于工程设计、制造、检测、管理等方面，制造学科正在发生革命性的变化，涌现出许多以计算机为基础的新理论、新技术和新方法，形成一系列计算机应用技术和自动化信息系统。信息技术就是门处理资料、信息的新兴学科。CAD也就是信息技术在工程与制造业中的应用。三维CAD技术作为数字化设计的主体成为工业领域普遍应用的关键技术，是现代产品开发的核心手段和主导环节，时提裔企业的产品开发能力，增强产品的市场竞争力具有巨大的作用.特征造型是

2、CAD建模方法的一个重要的里程碑.特征的引用直接体现了设计意图，使得产品模型更易了为人理斛和组织生产，为开发新代的基于统产品信息模型的CAD集成系统创造了条件。国内开发的阀门CAD系统大部分都是二维的，已经无法满足用户的方便、易学、直观的需求，因此迫切需要开发出一个功能完善且价格适中的阀门CAD系统以满足工程人员的需求。基于上述存在的问题，本文开发f基于so1.idworks球阀参数化设计.按照软件工程的方法,采用面向对象的开发技术和关系型数据库，开发的一套商品化、大型的阀门设计CAD系统。本文以数据库为支撑，并基于SoIiWOrkS实现零部件的参数化设计、零件模型及装配模型的建立和主要零件工

3、作图的绘制；实现球阀设计、绘图和标准化、可视化、自动化。本文对三维参数化技术及利用面向对象编程语言VB时SO1.dWOrkS的二次开发技术在阀门CAD系统上的应用做探讨与研究“建立/以模板零件为数据驱动源的二次开发方式，实现了阀门零部件设计结果及任意修改的尺寸参数均可驱动模板零件作相应的更新，生成用户所需的零件。实践证明。本文采用的此方法是一种较为理想的参数驱动方法。其开放性强，运行速度快，便于管理与维护、尤其适用于系列化、品种多样化的阀门行业。关健词：球阀：参数化：可视化：数据库：SOIidWOrks：BasedonParametricDesignSo1.idworksBa1.1.Abstr

4、actManufacturingScienceandEngineeringisoneoftheo1.desttraditiona1.discip1.ines.withthepenetrationandintegrationofcomputertechno1.ogyinengineeringdesign,manufacturing,testing.andmanagement.manufacturingdiscip1.ineisundergoingrevo1.utionarychange,theemergenceofmanycomputer-basedthenewtheories,newtechn

5、iquesandnewIneIhOdS,fo11ningaseriesofcomputerapp1.icationtechno1.ogyandautomatedinfo11nationsystems.ITisaprocessthedata.theemergingdiscip1.ineofinformation.CADistheapp1.icationofinformationtechno1.ogyintheengineeringandmanufacturingof.3DCADtechno1.ogyasthedigita1.designindustrybodybecomeakeytechno1.

6、ogyingenera1.use.arcthecoreof1.cmPrOduCtdeve1.opmenttoo1.sand1.eadingsectors,toimproveenterpriseproductdeve1.opmentcapabi1.ities,andenhancemarketcompetitivenessofproductshasahugero1.e.Feature-basedmode1.ingisanimportantmi1.estoneCDmode1.ingmethods.Referenceddirect1.yref1.ectsthecharacteristicsofthed

7、esignintent.makingtheproducteasierforpeop1.etounderstandandmode1.theorganizationofproduction.forthedeve1.opmentofanewgenerationofinicgraicdCADsystembasedonaunifiedinformationmode1.tocreatetheconditions.Mostofthedomesticdeve1.opmentoftheva1.vesaretwo-dimensiona1.CADsystem,hasbeenunab1.etomeettheusers

8、convenience,easyto1.earn,intuitiveneeds,thereisanurgentneedtodeve1.opafu1.1.yfunctiona1.andaffordab1.eCDsystemtomeettheneedsofva1.veengineeringstaff.Basedontheaboveprob1.ems.thispaperdeve1.opedbasedonparametricdesignso1.idworksba1.1.Themethodaccordingtosoftwareengineering,object-OriCn1.Cddeve1.opmen

9、tandre1.ationa1.databasetechno1.ogy,thedeve1.opmentofacommercia1.izationofa1.argeva1.vedesignCADsystem.Inthispaper,databasesupport,andso1.iworksachieveparametricdesignComPOnentSbasedonbui1.dingpartsmode1.sandassemb1.ymode1.sandkeypartsworkdiagramdrawing:rea1.izationba1.1.design,drawingandstandardiza

10、tion.visua1.izationandautomation.I绪论1.1 论文背景1.2 CAD技术发展概述1.3研究球阀设计系统的意义1.3.1基于so1.idworks的球阀CAD技术现状1.3.2Ai!*a4Maaaaa*aaaa*aaaa*aaa3参数化理论与实现方法3.1 三维CAD及三位开发平台选择3.2 参数化理论及其在本课题中的应用321Vtu*zI引3.2.2参数化设计与绘图的实现33So1.idWor1.csH三N彳、3.3.1 So1.idworks二次开发的关键技术3.3.2 So1.idworks二次开发在本课题应用中的实现方法203.4本章小结:4球阀设计与计

11、算4.1 球阀的设计224.2 球阀的计算234.3 阀杆强度计兑1.1.1 1?于“PMI*I1144*44*44*21.1.2 1=1/E441111M4M42/1.1.3 阀杆连接件（平堆或花健）的强度计徵2944!入耳J:1；315.1系统构成5阀门CAD系统的构成3232325.1.1 系统主界面5.1.2 fj-VjfcIH1.335.2J力H匕355.2.1 11才攵522零件绘图3S6结论431绪论1.1论文背景计算机辅助设计(ComPUIerAidedDesign,简称CAD)是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新兴技术，是计算机在工程中最有影响力的应用技术之.也是先进制造

12、技术的重要组成部分。它的迅速发展和广泛应用，给古老的工程设计制造业带来了蓬勃生机，使传统的产品设计方法与生产组织模式发牛了深刻的变革.，计算机技术的发展所带来的一系列变革.是任何一项技术无法比拟的。现代信息技术是建立在计算机技术的飞速发展之上的，计兑机硬件技术不断成熟，为CAD技术的发展提供/可能.近年来，以微机平台、WindOWS操作系统以及Internet网络技术为特征的新代企业信息化体系正在深刻的影响和指导CAD的应用发展，CAD理论研究与软件开发成果日新月异川。C加技术为企业缩短产品设计周期、增强市场应变能力、参与国际市场竞争提供了强有力的技术手段，已经产生、必将继续产生巨大的社会经济

13、效益。在日益激烈的、全球性的市场竞争中，竞争的焦点是如何利用不断涌现的新技术，在最短的时间内开发出离质证低成本、高附加值的新产品，以最快的速度响应市场的需求。成功的设计是开发出能竞争取胜的产品的前提，随着产品更新换代速度的加快，使得设计齐已经不能仅仅依赖经验来设计了，而需要获取更多的关于新设计所需要的新知识。制造科学与工程学科是一门古老的传统学科，随着计算机技术不断渗透和融合于工程设计、制造、检测、管理等方面，制造学科正在发生革命性的变化，涌现出许多以计算机技术为理论的新理论、新技术和新方法，形成了一系列计克机应用技术和自动化信息系统.今天的信息是多元化的，通过不同的媒介传递,接受，存储和处理

14、。信息技术(Infomia1.ionTechno1.ogyJT)就是-门处理资料，信息的新型学科。CAD也就是信息技术在工程与制造业中的应用。阀门是石油，化工，电站，冶金，核电，航空，国防，城建等国民经济各部门不可缺少的潦体控制设备，是一种涉及门类多，品种繁杂，量大面广的产品，其技术水平的高低，品种规格是否齐全，直接，间接的影响到国民经济建设各部软件的合理组织来体现的。生产信息新仔品开龙计划,产砧性彼要求.巾场、材N等信ACADSystem写件图、独配图一产起设计文档.文件信H.AD软件麻C数岖零酊胫库知识陈图1.2CAD系统功能模型目前流行的CAD造型技术主要是参数化造型和变量化造型技术。这

15、两种造型技术的主要特点分别表现为：参数化设造型是由编程者预先设理一些几何图形约束，然后供设计者在造型时使用。与一个几何图形相关联的所有尺寸参数可以用来产生过其他几何图形.其主要技术特点是：基于特征：全尺寸约束：尺寸驱动设计修改、全数据相关。工程关系如质量关、载荷、力、可靠性等关键性设计参数，在参数化系统中不能作为约束条件直接与集合方程建立关系，它需要另外的处理。变量化技术是在参数化设计的基础上又做了进一步的改进后提出的设计思想“变量化造型技术的特点是保留r参数化造型技术基石特征、全数据相关、尺寸驱动设计修改的优点，但在约束定义放个而做/根本性的改变.变量化技术是将参数化技术锁定义的尺寸“参数”

16、进步区分为形状约束和尺寸约束，而不是像参数化技术那样只用尺寸来约束全部几何图形。这两种造型技术的共同点在于都属于基于约束的实体改造型系统，都强调基于特征的设计、全数据相关，并可实现尺寸驱动设计修改，也都是提供方法与手段来解决设计时所必须考虑的几何约束和工程关系等问题.这两种造型技术的基本区别在于：（1）约束处理的区别参数化技术在设计全过程中，将形状和尺寸联合起来一并考虑，通过全尺寸约束来实现对几何形状的控制：变量化技术将形状和尺寸约束分开处理，本着这个原则，并应用现代设计方法，开发的一套功能强大，价格适中的球阀CAD系统。1.4本文研究的主要内容和方法1.4.1 设计CAD系统本课题是利用面向

17、对象的编程语言VB以及SQ1.SCrVCr来完成球阀的参数设计计算软件的开发;通过输入阀门设计的基本的参数，系统会通过优化分析计兑，确定出符合同门行业标准的阀门零部件的几何参数以及生成设计计鲸的技术文件。另外，系统的校核部分可以对已知参数的阀门零部件进行校核，以确保设计结果的正确性，同时用户还可以对设计结果进行修改，以确保设计结果的正确性，同时用户还可以对设计结果进行修改，已获得个性化的阀门产品，但是必须进行校核，来确保设计的零件的正确性。如不满足要求可以返I可设计部分重新进行设计，这对F经验设计占有很大比例的阀门行业来说具有很重耍的意义.1.4.2 三位建模本课题以So1.idworks为主

18、要的建模软件，来建立阀门产品的数字化三维模型，保证模型的精确性,可重用性.由于SoHdWorkS智齿O1.E和COM,并完全实现了O1.E自动化,因此任何支持O1.E和CoM的编程语言都可以对So1.idworks进行二次开发。在参数化建模过程中,利用了SoIidWOrkS提供的大量AP1.函数，实现了设计产品的的可视化。同时也实现了三位产品模型与设计参数的实时相关性，即设计参数的改变直接影响了三维实体，后续产品装配以及二维工程图的尺寸。在阀门各个零部件设计完成以后，还可以进行产品的装配，并进行装配干涉检查等功能。同时，还可以根据需要自动生成零件的工程图，方便加工.1.4.3 建立球闷所需要的

19、标准零件库阀门产品有些特有的标准零部件以及通用的零部件，本课题为一球阀建立一个标准件库，为阀门一维设计提供辅助支持功能，方便设计开发，以加速设计过程。(5)窗体用作对象提供该类的许多功能也在窗体中可以得到。可以向在窗体模块中定义的窗体类添加公共属性和方法，随后可以从窗体类创建窗体对象，或当加载窗体时VB将为用户创建窗体对象.(6)使用多组对象很多时候个类必须引用一组对象而不是单对象。我们在编程时并不是向应用程序说明集合的细节，而认识时常将集合封装在一个类中，该类专门开发用来管理集合，称为集合类。(7)定义多个接口类的属性和方法定义了他的缺省接口.如果该接口包含许多属性和方法，它可以更容易的将属

20、性和方法划分或将因子划分为多个逻辑功能集。每个功能集可以定位为独立接口,通过利用相关接口简单的访问对象就可以使用个具体的功能集，接口也通过接口继承提供再利用。最后，接口提供了在已经开发类之后向类添加功能集的机制。添加新的接口而不是更改已有的接口，确保了使用类的对缴的已有应用程序不受更改的影响。(8)开发以Web为基础的应用程序为了开发简单的以Web为基础的应用程序，可以了解如何使用HTM1.JavaJavaScript等。活若，可以简单的使用VB创建ActiveX文档并将他显示为Web页面。2.2SQ1.关系型数据库体系结构及基本数据模型数据库系统的体系结构是数据库系统的一个总框架，为f提高数

21、据阵的逻辑独立性和物理独立性，制订了标准化的数据库系统结构，包括数据摩系统的总体结构，标准化数据库系统的特征，数据库系统的接口和各部分男男女女男男女女所提供的功能。此标准化的系统结构将数据结构分为三级：面向用户或应用程序员的用户级；面向建立和维护数据库人员的概念机；面向系统管理员的物理级。此三级结构也称为数据库系统机构的三级模式一一外模式，概念模式和内模式，如图2.1所示。参考文献()陆做文.实用阀门设计手册M.北京I机械工业出版社.2002.10.12杨源泉.以门设计平册M,北京:机械工业出版社,1992.12.|3|李晓涨说MSUaIBasic+SQ1.Server数据应用系统开发与实例M

22、.人民邮电出版社,2003.8.|4吴狄.3DCAD在腕门设计中的应用例112003.1(5)州岩,赵汝感.So1.idworks2003基础篇M.机械工业出版社.2003.8.|6|李乐姚进.彭挺红.阀门三维卷轨化CAD系统开发(J).机械科学与技术.2002.9.|7马景喜.做门零件的特征模型与CAD技术J.矿山技术,1997.7.18张桂芳,张晓玉,吴雪林.便门产品的计编机绘图研究J昆明理工大学学报.1998.2.|9|刘艳超.虚拟设计技术及其工程应用ID.机械科学研究院.2002.7.(10姜鸿飞.金炳哲.面向对日开发方法的聚新进展叫.计算机科学.1998.2.I1.1.1.落学蜂.软

23、件工程IM1.iR庆大学出版社.1997.7.12赵春慈.基于So1.idEdgC平台三维零件库的设计D.哈尔滨工业大学、2001,7.3钟U勤,邓乾旺,范中平.基于特征统门CAD系统的研阳J.阀门.1998.4.(14张桂芳,张晓玉,吴玉林.阀门产品计算机绘图研究阴.昆明理工大学学报，1998.2.|15王玉琨.莫亚林.W鬟国.林守恒.阀门产品的计算机辅助设计系统.供作旷业学院学IU.1995.8.1610洪冬应用CAD技术开发阀门新产品J.鲫门,1994.7李刚.基于构件的客车件弯曲模CAD智能系统的开发D1.大连理工大学,2004.3.(18刘彦超.虚拟设计技术及其工程应用D机械科学研究

24、院,20027119JZhangYan.TangXiaoChU.Methodoforganizationandimp1.ementationofheatexchangerCADgraphicIibrarj11J!Journa1.ofPetrochemica1.Universities.1998.6.20Grcgoirc1Normand-FromCADtogeons;Asimp1.ifieddatarepresentationforrapidindexingof1.argeCADmode1.sdatabase)J),PrweedingsofSPIE.I999.I.21.DuncanJIeIerk

25、CuremstateofCAD-aUSerSperspective(MJ1MicrowaveEngineetingEUrOPe.2005.8.本文的设计工作是在导师千学明老师亲切关怀和精心指导卜完成的，从选题到研究方法和研窕过程的很多细节都得到倒是的指点和帮助。在四年的学习期间，还耳濡R染了导师严谏的治学态度、一丝不用的工作作风、顽强拼搏的精神,使我受益匪浅“再此向导师表示诚挚的敬意！就导师学业上给予的指导、生活上给予的关心表示衷心的感谢！在学习和研究期间，得到各位老和和同学的关心和帮助。没有他们的合作精神和大力支持，本文很雄完成，在此向普扬、王瑞斌同学表示由史的感谢！感谢各位老师和领导的关心

26、和帮助！感谢机械学院各位领导和老师的关心和帮助！感谢家人在生活上给予的关心和照顾.最后，向审阅本论文的老师表示由衷的感谢和敬意！46附录本文中所需要的应用程序：各零件生成程序：OptionExp1.icitDimswAppAsObjectDimPartAsObjectDimAsDoub1.eDimBASDoub1.eDimCAsDoub1.cDimDAsDoub1.eDimEsDoub1.eDirnFAsDoub1.eDimGAsDoub1.eDimHAsDoub1.eDimIsDoub1.eDunJAsDoub1.eDimKAsDoub1.eDim1.AsDoub1.eDimMsDoub1.

27、eDimNAsDoub1.eDimOAsDoub1.eDimPAsDoUb1.CDimQAsDoub1.eDimRAsDoub1.eDimsAsDoub1.eDimTAsDoUbICDimUAsDoub1.eDirnVAsDoub1.eDimWAsDoub1.eDimXAsDoub1.eDimYA$Doub1.eDimZAsDoub1.eDimresu1.tAsIntegerDimIongsiaiusAS1.ongDimIongwamingsAs1.ongDimboo1.statusAsB1.canDimmyModcIVicwAsObjectPrivateSbComnui)I.CIick()S

28、etswApp=CreatcObjecS1.dWorks.App1.ki1.ionM)swApp.Visib1.c(TrUe)DimCi1.cpathAsStringIi1.epath=AppPaih*V+”阀体RdPrrSetPart=swAp.OnDoc6(fi1.epa(h.1.0,w.Iongsiaius.Iongwarnings)swApp.ActivaeDoc2*,Mf,F&1.se.IongstatusSetPart=SwApp.ActivcDocSetmyModcIVicw-Par1.ActivcViewmyMN=Va1.(1.cxt1.4.Tcxc)O=VaKTexdS.Te

29、xOP=VaK1.ext16.1ex1.)Q=Va1.CIcxt1.7/1ext)R=Va1.(Tcxt18,1.xt)s=Va1.(Text1.9.Tex()T=Va1.(1.x1.2O.TexOU=Va1.CIcxt21.Text)V=Va1.(1.cxt22.1cxt)W=Va1.6草图,.Sys1.emVa1.uc=(B/2)/1000Part.ParamctE”D1.草图】0)SyqtCmV1.dUC=(C2)/I(XX)PartParam以BrrM草图Iw).Systcm1.c=(D/2)/I(XM)PanPanm阳er(D1草图3,).SystemVa1.ue=(E2)100OP

30、an.PannnDer(D3草图1CmVa1.Ue=(F/2)/I(XX)Part.ParamucrCD7i%|1)S”tcmVa1.uc=G/I(XM)Part.ParamC1.arD2草图KD-SystcmVaIuc:H/I(XX)Par1.ParameIefrD1.草图1，SyXemVa1.Ue=W100oPar1.PanirnDE”D91.3-.SystemVa1.e=J/10Part.ParamaCTTD3草图3-.SystCmVa1.ue=K/1.0Part.P;IramCtCr(D7草图6).SystcmVa1.uc=.!I(XX)Par1.Paran1.eIer(D61N图6，

31、SyS1.enIva1.Ue=M/100OParIParamaED3草图6.SystemVa1.ue=N/100OPart.ParamcterCD40iM1.13).SyStCmVaIUC=O/100oPartParameiefCDI草图13).SySSmVaIUC=P/100OPar1.Paramee(er(DIIH1.ff)I).SysenVa1.ue=U/100OPiIr1.Paramaer(口1草图8M.SystemVa1.ue=V/I(KX)PartParamaED1.切除-拉仲4).SystcmVa1.uc=W/1000Pan.Paramcicr(D1.草图9).SystcmVa1

32、.uc二(X12)/I(XX)Part.ParameeY/I(XK)Pan.Parame1.er(DS草图3).SystcnVa1.ue=Z/100OPa.VicwZoomto1.i(2Par1.ShOWNamedVieW2”等轴测”，7PartshoWNamCdViCW2等轴测”.7PartShOWNanKdViCw2等轴测”.7Part.ShowNandVicw2”等轴测”,7Pirt.ViewZoomtoficZPart-EditRebuiIdEndSub球阀生成的插件:PrivateSubCOInmand2_C1.iCkOData1.Recordse1.MoveFirstIongsta

33、tus=Part.Savc.As3(fi1.cpath.0.2)EndSubPrivateSubCommand3.C1.ick()Data1.Rccordsc1.MovcPreviousIfData1.Rccordsct.BOFThenDataI.RecordsettMoveFirstEndIfEndSubPrivateSubComniand4_C1.ick()Data1.Rccordsc1.MovcNcxtIfData1.Rccordsc1.EOFThcnData1.Recordsei.MoveFirstEndIfEndSubPrivateSubComma1.5.C1.ick()IfTcxt

34、27.TcM=M,ThenMsgBox(给人数据ExitSubEndIfDa1.a1.RcxoTx1.se1.FindFirs1.DN=u,&Text27.Tex1.&A三Va1.(1.ext1.Texc)B=Va1.(Text2.TexOC=VaKTexB.TexOD=Va1.(cxt4.Tcxt)E=Va1.(1.cx5.Tcx()F=Va1.(Tex(6.1exOG=Va1.(Text7.Text)H=Va1.11ext8.1cxt)I=Va1.(1.cxt9.Tcx()J=VaI(TextIO1TeM)K=Va1.(Iext1.1.1.ext)1.=VaKTcxt12.Tcxt)M=V

35、aICIext13.1xt)N=VaKTexiH1TexOO=VaKTex1.15.TexOP=Va1.C!cxt1.6!ext)Q=VaKTcxd7.Tcxc)RVa1.(TextIS.TeM)s=VaKText1.9.Tex()T=Va1.(!cxt20.Tcxt)U=Va1.(Tcx(21.1cx()V=Va1.(Text22,Texi)W=Va1.(Tex(23.TexOX=Va1.CIcxt24Icxt)Y=Va1.(1.cxt25.Tcxt)Z=Va1.(Text26.Text)EndSubPrivateSubMSFIexGridI.C1.ick()EndSubPrivateSub

36、ComnianDimdbnamcAsStringdbname=APP.PaihDataI.DatabaseNaine=dbname+*V+阀体.mdbData1.Connect=.Access2000:Da1.a1.ReonISoumy=阀体”EndSubPrivateSub第二步_Qick(MsgBox”上一组数据/下一组数据所组数据冰组数据EndSubPrivateSub第三步1.ick(MsgBox”生成模型”EndSubPrivateSub第一步1.ick()MsgBox”数据查询”EndSubPrivateSub返回上一层_C1.ick(Eorm1.SbowForm31.HidcEn

37、dSubPrivateSub生成Exce1.文档.C1.ick。Dimapp1.AsExce1.App1.icationDimWbkAsExce1.WorkbookDimwshAsExce1.Workshec1.SC1.appI-CreatCo时CCI(exce1.App1.ication)新建Se(Wbk=appIMockbooks.OpeNAppTaih*V+”伸体.x1.*)app1.Visib1.e=TrueSetwsh-app1.WorkShCCtwI)wsh.ctivateWSh.Cd1.s(1.1)=图片检索”wsh.Cc1.1.s(K2)=,%vsh.Ce)1.s(2.U=选择零件类型wsh.Cc1.1.s(2,2)=mWma1.1.$(3,M=,五金件三维模型库WShreiI$(3.2)=wWbk.C1.oseapp1.QuitSetappiHNothingSe(Wbk=NothingSe1.wsh=NothingEndSub