簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 鍾協佐
Hsieh-Tzo Chung
論文名稱: 3D齒輪自動設計與繪圖之研究
A Study of 3D Gear Automatic Design and Drawing
指導教授: 屠名正
Twu, Ming-Jenq
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工業教育學系
Department of Industrial Education
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 自動設計電腦輔助設計齒輪物件導向程式資料庫3D特徵模型
英文關鍵詞: Automatic Design, Computer Aided Design, Gear, Object-Oriented Programming, Database, 3D Feature Modeling
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:409下載:16
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究之主要目的是開發一套3D齒輪自動設計與繪圖系統之雛型,使用物件導向程式及ActiveX元件進行系統開發、並針對物件連結與嵌入技術、資料庫原理及3D繪圖原理之整合,來探討此系統之建構模式與適切性。
    本研究所獲得的結論如下:(1)提供清單式選取表,且呼叫資料庫來輔助系統設計,以改進傳統輸入法之缺點及並可同時查閱與修改,達到資訊分享與協同設計之目的。(2)使用對話式輸入參數將繪圖程式自動化,系統就能自動繪出的3D特徵模型,不僅簡化大量的繪圖時間並且透過本系統所連結的3D繪圖軟體的資料轉換功能以建立2D工程視圖。(3)可擴充機械元件項目,並透過3D設計繪圖系統,設計者可依靠原則性的齒輪設計原理及資料庫查表逕行設計且自動繪出3D圖形。

    The objective of this research is to develop a “3D automatic design and drawing system for machine element,” in the example of “3D automatic design and drawing for Spur gear” in the “machine element,” by the method of “Object-Oriented programming,” “ActiveX component,” “Object linking and embedding,” “Database theorem,” and “3D drawing theorem,” for purpose of examining and analyzing the fitness of the constructive model of this system.
    The conclusion of this research is as following: (1) The use of list check table, of the invoke Database, and of the aided system design, are effective ways in several aspects: the improvement of the usual input method, the possibility of the simultaneous acts of consultation and modification, the share of information, and the realization of the ideal of “Collaboration design.” Furthermore, the automatic control of the program on the range and the standards of elements may reduce errors of inputs. (2) By inputting arguments into the input box, the automation of the design programming can realize the automatic drawing of the 3D feature modeling. In this way, we are able to reduce the time in the process of drawing, and through the connection of this system to 3D drawing applications for the transformation of data, it is possible to construct a 2D draft. (3) This system can be expanded to include more machine element component possible. The designers are able to design and have the 3D graphs drew automatically according to the principle gear design and database check table.

    總目錄 中文摘要-------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要-------------------------------------------------Ⅱ 總目錄---------------------------------------------------Ⅲ 表目錄---------------------------------------------------Ⅶ 圖目錄---------------------------------------------------Ⅷ 第一章 緒論----------------------------------------------1 1-1 研究背景與動機----------------------------------------1 1-2 研究目的----------------------------------------------3 1-3 研究範圍與限制----------------------------------------4 1-4 重要名詞解釋------------------------------------------6 第二章 文獻探討------------------------------------------9 2-1 物件導向方法之相關研究--------------------------------9 2-2 資料庫之相關研究-------------------------------------12 2-3 3D 電腦輔助系統之相關研究----------------------------15 2-3-1 Solid Edge電腦輔助繪圖系統簡介---------------------15 2-3-2 傳統製圖、2D電腦輔助繪圖與3D電腦輔助繪圖之 比較-----------------------------------------------17 2-4 3D 電腦輔助設計系統之相關研究------------------------20 2-4-1 電腦輔助設計系統之文獻回顧-------------------------20 2-4-2 電腦輔助設計系統中的物件連結與嵌入-----------------21 2-5 齒輪設計理論研究-------------------------------------24 2-5-1 正齒輪名詞註解-------------------------------------24 2-5-2 齒數之選擇方法-------------------------------------24 2-5-3 模數之選定-----------------------------------------26 2-5-4 齒面寬之選定---------------------------------------27 2-5-5 正齒輪之強度計算-----------------------------------28 2-5-6 齒輪各部之尺寸-------------------------------------34 2-6 使用者介面與應用程式整合-----------------------------38 第三章 研究設計與實施-----------------------------------41 3-1 研究方法---------------------------------------------41 3-1-1 系統開發雛型法-------------------------------------41 3-1-2 物件導向法-----------------------------------------41 3-2 研究步驟---------------------------------------------43 3-3 研究工具之制定---------------------------------------45 3-4 系統功能內涵架構分析---------------------------------46 3-5 自動設計系統-----------------------------------------48 3-5-1 設計模組之架構-------------------------------------48 3-5-2 齒輪設計模組之理論---------------------------------49 3-5-3 齒輪設計模組之流程---------------------------------52 3-6 3D自動繪圖系統---------------------------------------54 3-6-1 3D自動繪圖系統之架構-------------------------------54 3-6-2 3D繪圖原理-----------------------------------------55 3-6-3 3D繪圖系統程式之流程-------------------------------59 3-7 整合3D自動設計與繪圖系統-----------------------------62 第四章 系統製作與實例說明-------------------------------65 4-1 3D自動設計與繪圖系統流程圖與系統簡介-----------------65 4-1-1 自動設計系統與資料庫之連結-------------------------65 4-1-2 3D自動繪圖系統與Solid-Edge之連結-------------------68 4-1-3 以物件導向程式整合3D自動設計與繪圖系統-------------70 4-2 實例說明---------------------------------------------73 4-2-1 自動設計系統實例說明-------------------------------73 4-2-2 3D自動繪圖系統實例說明-----------------------------78 4-2-3 3D自動設計與繪圖系統實例說明-----------------------81 第五章 結論與建議---------------------------------------85 5-1 研究結論---------------------------------------------85 5-2 研究建議---------------------------------------------87 參考文獻 ------------------------------------------------88 表目錄 表2.1傳統製圖、電腦輔助繪Auto CAD與3D 電腦輔助繪圖之優 缺點比較-----------------------------------------------19 表2.2 小齒輪齒數(R 40)---------------------------------26 表2.3 大齒輪齒數(R 20)---------------------------------26 表2.4 齒面寬尺寸-----------------------------------------27 表2.5 齒面寬係數φ----------------------------------------27 表2-6 正齒輪之齒形廓係數 --------------------------------28 表2.7速度係數 之計算-------------------------------------30 表2.8動負載係數 -----------------------------------------30 表2.9齒輪之容許抗彎強度 ---------------------------------31 表2.10齒廓係數Y------------------------------------------31 表2.11衝擊係數KA-----------------------------------------31 表2.12接觸面應力係數與比應力係數k------------------------33 表2.13齒輪耐磨係數K--------------------------------------34 表2.14齒輪輪幅數-----------------------------------------37 表3.1速度係速( )之計算式---------------------------------50 表3.2負載係數( )參考表-----------------------------------50 圖目錄 圖2.1傳統程式資料與函數分開------------------------------10 圖2.2物件導向程式資料與方法包封在物件內部----------------10 圖2.3 資料庫之三層架構-----------------------------------14 圖2.4 CAD系統架構----------------------------------------21 圖2.5 UDA的架構圖----------------------------------------23 圖2.6小齒輪之形狀----------------------------------------35 圖2.7 中齒輪之形狀---------------------------------------35 圖2.8 大齒輪之形狀---------------------------------------35 圖2.9鑄造齒輪之各部尺寸比率------------------------------35 圖2.10 OLE Automation與應用程式間的關係圖----------------38 圖2.11 Solid part 的物件階層(部分) ----------------------39 圖3.1系統雛型法之流程圖----------------------------------41 圖3.2 Visual Basic 整合的資源----------------------------42 圖3.3研究步驟流程圖--------------------------------------44 圖3.4 3D自動設計與繪圖系統架構圖-------------------------46 圖3.5設計模組架構----------------------------------------48 圖3.6設計系統操作流程圖----------------------------------49 圖3.7齒輪設計流程圖--------------------------------------53 圖3.8 Solid Edge的物件階層 ------------------------------54 圖3.9 3D繪圖系統架構-------------------------------------55 圖3.10漸開線展開圖---------------------------------------56 圖3.11漸開線齒輪相關參數圖-------------------------------57 圖3.12漸開線齒輪繪製圖-----------------------------------57 圖3.13繪圖程式架構圖-------------------------------------59 圖3.14 尺寸的物件階層------------------------------------60 圖3.15 屬性集合的物件階層--------------------------------60 圖3.16繪圖程式之流程圖-----------------------------------61 圖3.17系統整合流程圖-------------------------------------63 圖3.18整合的自動設計與繪圖系統---------------------------64 圖4.1ADOC與資料庫檔案的連結------------------------------65 圖4.2 Data Grid 與資料庫檔案的連結-----------------------66 圖4.3 設定使用元件---------------------------------------67 圖4.4 Connection String(連線字串)屬性--------------------67 圖4.5 設定資料錄來源-------------------------------------67 圖4.6 由Access建立的齒輪材料表---------------------------68 圖4.7自動設計系統的齒輪材料表----------------------------68 圖4.8 設定Solid-Edge的引用物件---------------------------69 圖4.9 定義與呼叫Solid-Edge物件---------------------------70 圖4.10 開啟3D自動設計繪圖系統----------------------------71 圖4.11 關連Solid-Edge物件--------------------------------71 圖4.12 長出特徵模型--------------------------------------72 圖4.13 繪製關連物件模型----------------------------------72 圖4.14進入3D自動與繪圖系統-------------------------------73 圖4.15進入正齒輪自動設計畫面-----------------------------74 圖4.16選擇負載參數---------------------------------------74 圖4.17齒輪大/小齒輪規格設定------------------------------75 圖4.18齒輪材質選擇---------------------------------------76 圖4.19 查詢齒廓係數Y資料庫-------------------------------76 圖4.20 查詢比應力係數K表---------------------------------77 圖4.21 正齒輪計算結果------------------------------------78 圖4.22 選擇2/3正齒輪繪製---------------------------------79 圖4.23 輸入正齒輪齒數------------------------------------79 圖4.24輸入模數-------------------------------------------79 圖4.25輸入壓力角-----------------------------------------79 圖4.26 輸入齒輪厚度--------------------------------------80 圖4.27輸入齒輪中心點X -----------------------------------80 圖4.28輸入齒輪中心點Y -----------------------------------80 圖4.29 完成3D齒輪繪製------------------------------------81 圖4.30 進入自動設計繪圖系統------------------------------82 圖4.31 輸入齒輪負載--------------------------------------82 圖4.32 輸入齒輪規格--------------------------------------83 圖4.33 齒輪設計參數輸出----------------------------------83 圖4.34 完成17齒正齒輪------------------------------------84

    1. 林俊宏(民88)。3D CAD軟體應用概念。電腦繪圖與設計雜誌。
    131,159- 164。
    2. 陸一平(民88)。新世代3D CAD軟體應用技術與未來需要。
    電腦繪圖與計雜誌。133,51-57。
    3. 經濟部國家標準局(民70年)。CNS中國國家標準,總號第27-
    10684,類號第B20001-B2756。台北:經濟部國家標準局。
    4. 鄧日禎(民78)。AutoCAD 標準零件庫之製作與應用。
    國立雲林工專機械製造科專題研究報告。雲林:雲林工專。
    5. Autodesk (1990).AutoCAD Release11 Reference Manual.
    Auto desk, Inc. ferment, CA, 317-335.
    6. 蕭建利(民78)。參數設計標準零件。CAD與自動化。17,136-141。
    7. 吳定川、解謀冬、陳勵生(民81)。機械零組件標準化。
    CAD與自動化。49,5-13。
    8. 陳家豪、曾以正(民79)。遺傳演算法於機械元件最佳化設計之
    應用。中國機械工程學會第八屆學術研究會。715-720。
    9. Klueh, D.W. and J.E. Cashman (1991).Opening Mechanical
    Design Automation Via Industry Standards.SME Technical
    Paper.MS91-464.
    10. Bardasz,T.,and Zeid,I.(1992).Cognitive Model of Memory
    for Mechanical-Design Problem. Computer Aided Design.
    24(6),
    327-342.
    11. Barley,S.A.,and Cripps,R.J.(1992). Executive Centered
    System Design for CAD Application. Computer Aided
    Design.
    24(5), 335-242.
    12. Adachi,E and H.Matsuoka(1992).Multiobjective Design
    Satisfaction with Heterogeneous Obiective Functions.
    JSME International Joural , Series III.35(3),500-540.
    13. Microsoft Corporation.Microsoft Developer Network(MSDN)
    Library Visual Studio 6.0
    版.http://www.microsoft.com/msdn/。
    14. 廖佐育(民88)。活用Visual Basic 6.0 中文版。
    台北:碁峰資訊。
    15. Michael E. Mortenson (1997). Geometric Modeling
    (2nd ed.).New York:John Wiley Sons,Inc.
    16. Minlin Zhou,Richard Greenwell,and James Tannock
    (1991).Object-Oriented Methods for Manufacturing
    Information Systems.Integrated Manufacturing System.
    113-121.
    17. 蕭炎泉(民84)。以物件導向模擬建築行為及其在營建工程
    之應用。第八屆全國自動化科技研討會論文集(二)。
    663-670。
    18. Amy J.C.,Trappey and Hsuei-Dian Lin(1994).Designed to
    Provide Dynamic Information Needs in a CIM Environemt.
    The Third International Conference on Automaton
    Technology.1,169-175.
    19. George Samaras,David Spooner,and Martin Hardwick
    (1994).Query Classification in Object-Oriented
    Engineering
    Design System.Computer Aided Design.26(2),127-135.
    20. 鄭力行(民85)。在物件導向環境中發展電腦輔助輪機零件庫
    系統設計之研究。國立台灣海洋大學機械與輪機工程學系
    碩士論文。
    21. Gattell(1993).Object Date Management.Addision-Wesly
    Publishing Company.
    22. Gary W.Hansen and James V.Hansen(1993).Database
    Mamagement and Design.Prentice Hall.
    23. Hong T.Young and D.H.Tsai(1994).A Integrated Expert
    Operation Planning Sydtem with a Feature-Based Design
    Model.The International Journal of Advance
    Manufacturing Technology.305-310.
    24. 許清賢(民83)。物件導向程式設計。台北:松崗電腦。
    25. 包冬意(民83)。物件導向分析與設計-方法導引。
    台北:松崗電腦圖書資訊股份有限公司。
    26. 羅馬可(民88)。應用物件導向技術與物件資料庫之研究
    -以國軍後備管理資訊系統為例。
    國防管理學院國防資訊研究所碩士論文。
    27. 曾守正、周韻寰(民91)。資料庫系統之理論與實務。
    台北:華泰文化。
    28. 郭真祥等(民81)。船舶資料庫與設計應用介面建立之研究。
    第五屆造船暨輪機工程研討會。135-145。
    29. Byron J. Dangerfield and John s. Morris
    (90).Fiexibility of Relational Date Bases in
    Manufacturing Applications.Production and Inventory
    management Journal.63-73.
    30. 張瑞芬、連孟斌(民84)。材料表系統設計-以關聯資料結構為
    基礎。第八屆全國自動化科技研討會論文集(二)。735-742。
    31. 高金海、畢瑜(民88年)。Solid Works使用入門。
    台北市:全華科技。
    32. http://www.amads.com。
    33. http://www.autodesk.com。
    34. http://www.solid-edge.com/。
    35. http://www.steptools.com/。
    36. http://www.ugs.com/。
    37. http://www.catia.com。
    38. http://www.ptc.com。
    39. http://service.web2cad.com.au/。
    40. 林俊宏(民88)。如何用Solid Works建立標準零件庫。
    電腦繪圖與設計雜誌。
    41. 陳勤仁、陳延昌、鍾協佐(民91)。3D電腦輔助繪圖教學
    對機械群學生製圖能力之探討。秀工學報。1,9-23。
    42. George Vosniakos,(1998).An intelligent software system
    for the automatic generation of NC programs form
    wireframe models of 2-1/2D mechanical parts. Computer
    Integrared Manufacturing System. 11(1-2),53-65.
    43. Wantanabe,T.,Okui, T.,Onoki,T.,Kato,N.and Fuji,S.
    (1992).A study on Recognition and Understanding of
    Machamical Drawing:Representation and Rule-Based
    Understanding Individual Projection.JSME International
    Joural ,Series III.35(3),505-511.
    44. 李顯榮、許光城、蘇聖倫(民85)。參數式電腦輔助鍛模系統
    發展。鍛造。5(4),109-122。
    45. 唐敦兵、李東波、竇万村、黎成勇、張世琪(民87)。
    圖素拼合 參數化設計。機械設計。15(7),36-37。
    46. 施乃中(民85)。圖面自動管理系統之研究。
    行政院國家科學委員 會專題研究計畫成果報告。國立台灣工業
    技術學院工程技術研究所設計技術學程。
    47. 楊子傑、吳景凱(民86)。參數化輪機管路設計模型。
    高雄海專學報。12,33-51。
    48. 李興生、鄧日禎(民87)。自動化管路繪圖系統之研製。
    技術學刊。
    49. 謝茂炯(民79)。電腦輔助管路設計。雲林工專學報。
    9,135-150。
    50. 黃崑能(民73)。電腦輔助管路設計與分析。機械月刊。
    10(3),179-187。
    51. 李興生(民89)。管路設計與3D繪圖整合系統之發展。
    技術學刊。15(3),455-462。
    52. Dale Rogerson原著/黃昕暐編譯(民89)。完全剖析COM。
    台北市:華彩軟體。
    53. Byron Hanks著/張瑞麟譯(民86)。CAD環境下的OLE。
    電腦繪圖與設計雜誌。114,218-220。
    54. 彭明柳(民88)。Visual Basic 6中文專業徹底研究。
    台北:博碩文化。
    55. 楊吉仕(民86)。利用AMD建構參數化三維專業零件庫。
    電腦繪圖與設計雜誌。114,200-210。
    56. 林清安(民76)。機械製圖實務。台北:全華科技。
    57. 張天津校閱/黃啟三編著(民79)。機械製圖(上)。
    台北:全華科技。
    58. 陳朝光、王明庸、黃泰翔(民76)。最新CNS機械設計製圖。
    台北:高立圖書有限公司。
    59. 張永爵(民80)。齒輪設計製造。台北:徐氏基金會。
    60. 李均得(民77)。齒輪設計。台北:高立圖書公司。
    61. 機械技術出版編輯群。齒輪設計便覽。
    台北:機械技術出版社。
    62. Bill Gates,黃砎華譯(1998)。VBA與COM-比爾蓋茲與你談元件
    軟體。0與1BYTE科技雜誌。237,236-239。
    63. Intergraph Corporation(1997).Programming User’s Guide
    Solid Edge. Intergraph Corporation.
    64. Intergraph Corporation(1997).Solid Edge Customization.
    Intergraph Corporation.
    65. 顏榮泉(民85)。全球資訊網輔助學習系統之建構模式-
    以生活科技課程為例。國立台灣師範大學工業科技教育學系
    碩士論文。
    66. 林淑芬譯(民80)。系統開發-分析設計與製作。台北:碁峰。
    67. Microsoft Corporation (民86)。Viisual Basic 5.0 程式
    開發手冊。
    68. 許舜淵(民87)。Visual Basic 5.0 資料庫程式設計。
    台北:碁峰資訊。
    69. 王國榮(民90)。新觀念的VisualBasic 6.0教本。
    台北:旗標出版社。
    70. 王國榮(民89)。新觀念的VisualBasic 6.0實戰講座。
    台北:旗標出版社。
    71. 王國榮(民90)。VisualBasic 6.0資料庫程式設計。
    台北:旗標出版社。
    72. 王國榮(民86)。VB5與ActiveX程式設計。
    台北:旗標出版社。
    73. Michael HalVorson著/大新資訊 譯。教你用Microsoft Visual
    Basic 6.0。台北:碁峰資訊。
    74. 潘裕仁(民88年)。電腦輔助瓦斯管路設計系統之研究。
    台北:國立台灣工業技術學院機械工程技術系碩士論文。
    75. 鄧日禛(民82)。機械元件彈性自動繪圖系統之研究。
    技術季刊。8(3),279-292。
    76. Tobe,T.,and K.Inoue(1990).Longitudinal Load
    Distribution Factor for Helical Gear.ASME Journal of
    Mechanisms,Transmissions,and Automation in Design.
    107,17-23.
    77. Elkholy,A.h.(1985).Tooth Load Sharing in High Contact
    Ratio Spur Gears.ASME Journal of hanisms,Transmissions,
    and Automation in Design.107,11-16.
    78. Tsay,C.B.,Z.h. Fong.(1991).Computer Simulation and
    Stress Anaysis of Helical Gears with Pinion Circular
    Arc Teeth and Gear Involute Teeth .Mech. Mach.
    Theory .26(2),145-154.
    79. J.,Lu,Litvin,F.L.,J.S,.Chen(1995).Load Share and Finite
    Element Stress Analysis for Double Circular-Arc Helical
    Gears. Mathematical and Computer Modelling .
    21(10),13-30
    80. M.F.Spotts(1985).Design of Machine Elements
    (6rded.).N.J:Prentic-Hall,Inc.
    81. Joseph Edward Shigley &Charles R. Mischke
    (1989).Mechanical Engineering Design.
    (5rded.).Singapore:McGraw-Hill,Inc.
    82. Arthur G. Erdman &George N. Sandor(1993).Mechanism
    Design Analysis and Synthesis(2rded.). N.J:Prentic-
    Hall,Inc.
    83. 張吾非(民85)。整合零件圖素及屬性資料於CAID中的明式椅
    造型衍生研究。明志工專學報。28,159-168。

    QR CODE