齿轮传动参数设计CAD技术研究及实现

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计算机具有速度快、计算精度高、有记忆和逻辑判断功能等特点 ，某些设计方法如优化设计、有限元等得以应用。在机械零件设计方面，-些通用零件，例如三角胶带传动、滚动轴承等零部件设计也已有较成熟的应用软件，已初步形成程序包。

齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的-种传动装置，传统的齿轮传动参数设计计算，过程复杂，需要查溶多图、表，设计费时、效率低，且手工计算容易出错。然而，用 (VBvisual basic)语言对齿轮参数的设计就很好地解决了这-难题，它吸收了软件工程领域有益的概念和有效的方法。为参数化设计提供了基本的、重要的条件和手段。

1 CAD技术通用机械零件目前常用的设计方法是理论设计方法。

常用的设计计算公式都是在某些假设的条件下进行理论推导，再引入-系列的修正系数，而得到的半理论半经验公式。利用这些公式手算时，需要查-系列的有关表格或图样来确定修正系数和某些参数，由于-次计算不-定能够得到满意的设计结果，往往需要修改某些参数后重新计算。预想得到满意的结果，设计人员需要进行大量的数学计算浪费很多时间。

人机结合既可以发挥人的主导作用又可以充分利用计算机的能力，其结果比单独由人或完全依靠计算机来完成设计要优越得多。因此可以说，机械零件程序设计是把设计人员从大量数学计算中解脱出来的最有效方法。

2 系统数据处理编制机械设计的应用程序的问题在于怎样将设计计算过程中需要用到的大量数据、表格，以及各种图样等设计资料存入计算机的存贮器中。因而程序设计必须将这些图表加以适当的处理，用到时随时检索。

2.1 数表的程序化a)-维数表的程序化这种数表的特征是查取的数值只与-个变量有关，因此可以用-维数组来存贮 ，如标准模数 m，中心距 a。检索时不在节点上的函数值-般都要根据函数表进行插值来求。

b)不具有函数关系数表的程序化1)直接把数据以数组的方式结合数据检索直接编写作者简介：唐忠(1987-)，男，四川资阳人，工学学士，主要研究方向为机械设计制造及其自动化。

Maxhine Building 8 Automation Jun 2013，42t4 ：l53-156 ·153·· 信息技术 · 唐忠 ·齿轮传动参数设计 CAD技术研究及实现到程序中去。2)把数据编成-个与程序分开的数据文件 ，存贮在外存中供解题时检索和调用。如二维数表中的弹性系数 、使用系数 。

2.2 数表和图样的解析化最小二乘法拟合数据的方法放弃了曲线严格通过所给定的各结点这-要求，而是旧能正确反映所给数据的趋势，拟合所用的函数仍为多项式。此法适应性强，-般机械零件设计计算中的各种曲线都可以用这种方法进行拟合。

表 1 动载荷系数曲线拟合多项式精度等级 曲线拟合表达式v1.046 33.969 9x10-3x6.7704×l0- xY1.089 36.878x10- -1.466 2×10-v：1.268 8十1.157x10-2x3.435 1×10- 2v1.151 41.7164x10- -3.595 3×lO-Y1.19062.400 1×10-2X6.689 5x10-5 2v1.1763.71×10- -1.080 7×10-v1.196 55.419 3x 10- -1.968 2x 10-2.3 计算值的规范化和标准化机械设计中，往往要对计算值圆整，把它们变为规范化和标准化的数值。例如有的要求是整数，有的要求精确到小数点后第 Ⅳ位，有的则要求是 5的倍数 ，如中心距。

这-问题可用取整 函数 (INT)和格式输出函数(Format)来处理。1)整数 ：l，INT( )转换为小于等于该数的最大整型量 ；2)四舍五人：yINT(X0.5)；3)5的倍数 ：y5 INT(X/50.5)；4)对第三位四舍五入并保 留两位小数 ：Format(数值表达式，”0.00”)。系统中大多数结果都用 Format来保留两位小数，其结果返回到文本框中，并用Locked属性将其锁定，用户不能修改该返回值，校核结果利用标签的 Caption属性返回。

3 建立数学模型应用计算机进行机械零件设计时，数学模型的建立往往是模拟手算的步骤。-般无需重新建立数学模型 ，可直接采用现有的计算公式。有时为便于应用 ，仅对其作适当的改造。

研 im Flim‰ 图l 得4 VBor Hlim or参数化设计 根据接触疲劳极限 和弯曲疲劳极限 - -出的拟合公式如表 2所示。

表2接触疲劳极限和弯曲疲劳极限拟合公式 4.1 窗体界面设计c)齿形系数y 拟合公式yn2.984 508-(0.014 134-51×10-。Z )d)齿根应力修正系数 拟合公式。 1.472 047(0.004 97-16x10 Zo)Ze)接触寿命系数 z ]r1.6 若 Ⅳ≤10 (5x10 /Ⅳ) 若10 5x10f)弯曲寿命系数f2.5 若 Ⅳ≤10，Ⅳ2(3x10 /N)n1 若10 <Ⅳ≤3×101 若 N>3x10。

· 154 ·窗体由属性定义外观，由方法定义行为，由事件定义与用户的交互。简单 VB应用程序通常为单窗体程序。

但对于较复杂的应用程序，单-窗体往往不能满足需要，必须通过多窗体(MultiForm )来实现。在多窗体程序中，每个窗体可以有 自己的界面和程序代码，完成不同的操作，如有的窗体用来输入数据，有的窗体用来显示结果等 。

VB6.0在用户界面的设计上提供了多种实现方式，本程序界面包括 ：1)框架：将窗体上相同性质的控件放在框架中，提供可标识的分组；2)文本框：为用户提供-个既能显示又能编辑文本的对象；3)标签：显示用户不能直接编辑的文本信息；4)按钮：常用来启动、中断或结束操作用户的-个进程；5)组合框：是文本框和列表框的组合，单击该下拉按钮 ，将显示组合框的下拉列表框；6)滚动条 ：在信息量很大而控件又没有 自动添加滚动条功能时，利用滚动条帮助观察数据或提供便利的定位 ；7)图片框：既可以用来显示图形，也可用作其他控件的容器和方法输出。

8)MMControl控件 J：它属于 ActiveX控件包含-组高层次的独立于设备的命令，通过这些命令可以控制包括CD，VCD，WAV，AVI等音频或视频外围设备。

4.2 结构化程序设计对零件设计的手算过程必须熟悉，其中包括各参数及修正系数的选择原则、方法。在此基础上绘制程序框图，如图 1所示 。

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