齿轮传动设计中数据程序化处理

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Sequencing data processing of the design of gear transmissionLUo Fei(Hunan Science and Technology Economy Trade Vocation Colege，Hengyang，Hunan 421009，China)Abstract：By analyzing the characteristics of chart data of traditional design，the article presents the programmedmethods of relevant data and forms and graphs，the method is simple，and widely applicative。

Keywords：gear drive；procedure；data processing1 前言齿轮传动是用于传递空间任意两轴间的运动和动力 ，与其它机械传动比较，齿轮传动具有传动比准确、效率高、寿命长、工作可靠、结构紧凑、适用的速度和功率范围广等优点，因而是应用最广泛的-种机械传动。传统齿轮传动设计计算过程复杂，经常要引用-系列的数据资料 ，如查询有关的实验曲线、图表以及各种标准和规范等 ，设计费时、效率低 ，且易出差错。随着 CAD技术的发展 ，出现了不少商品化的机械 CAD软件，但在这些软件中，大部分只侧重于绘图，而没有实现整个过程的 CAD，-个很重要的原因在于对工程数据的处理不是很理想。本文以外啮合斜齿轮圆柱齿轮为例探讨齿轮传动CAD软件中的数据处理方法。

2 齿轮传动设计中数据的程序处理方法本课题利用计算机辅助设计时，齿轮传动的设计与校核流程如图 1所示。

变量说明：bt：角度；h：精度等级；E：动力机工作特性 ；F：工作机工作特性；P：输入功率；n：转速；HB ：小齿轮硬度；HB：：大齿轮硬度；M ：模数；Z，：小齿轮齿数；K：载荷系数；Z ：节点区域系数；Z ：弹性模量；I：传动比；Z ：螺旋角系数；d ：小齿轮分度圆直径；ea：端面重合度 ；B：齿宽；A：中心距 ；eb：纵向重合度；A ：接触强度设计公式求直径时的系数 ；A ：弯曲强度设计公式求模数时的系数；K ：接触强度计算时的齿间载荷分配系数；K 弯曲强度计算时的齿问载荷分配系数 s ：接触强度计算时的安全系数；F：弯曲强度计算时的安全系数；zv：当量齿数；x-变位系数。

在图 1中，确定齿宽系数 ，弹性系数 ，均采用二维数组形收稿日期：2013-05-15基金项目：湖南侍育厅科学技术研究项目，项目编号：11C0572作者简介：罗(1973-)，男，湖南衡 阳人，工程师，主要研究方向为：现代机械设计技术。

式处理；确定 值 、A 值 ，齿间载荷分配系数 K KF ，安全系数s ，s 均采用-维数组形式处理。

对于求齿轮的模数和精度，为使其程序化，可利用条件语句编程处理。

求齿轮模数的VB程序如下：Public Sub qumoshu0 取模数Dim I As IntegerOn Error Resume NextMoshuArray(1，1.25，1.5，1.75，2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，6，7，8，9，10，12，14，16，20)For I 19 To 0 Step -1ⅡMn>Moshu(I-1)And Mn 15 ThenForm 6.Labell5 5”ElseIf V > 10 And V < 15 ThenForm 6.Label15 ”6”ElseIf V > 6 And V < 10 Th enForm 6.Labell5 7Elself V > 2 And V < 6 Th enForm6.Label15 ”8”ElseIf V < 2 ThenForm 6.Labell5 ”9End IfEnd Sub (下转第 90页)湖 南 农 机 2O13年7月精度有密切联系的，它关系到加工部件的精度和准确度，通常情况下，滑动丝杠应该不低于 6级，控制好螺母的间隙，以保证螺母的间距不至于过大，满足零件的加工要求。④滑动齿轮副。机床的滑动齿轮是集中在变速箱和主轴箱中，除了具有良好的磨擦性能外，还具有足够的刚性，数控的齿轮使用率要较普通的机床高，其突出的优势为精度高，不受磨擦阻力的影响。

(3)数控部分改造。机床中的主轴、冷却、润滑、刀架等均需系统 自动控制，为此需设计接1：3转换电路和强电控制电路，电器元件可保留使用原机床中的变压器，自动断路器，接触器等，拆除原电控箱，原位安装改制后的电控箱。

(4)机械部分改造。①主传动系统。保留原机床的主轴手动变速。改造后使其主运动和进给运动分离，主电机的作用仅为带动主轴旋转。增加-只电磁离合器，用以接收数控系统的停机制动信号以控制原制动装置制动停车。加工螺纹或丝杠时，为保证主贺每转-转 ，刀具准确移动-个导程，须配置主轴肪冲发生器作为主贺位置信号的反馈元件。②进给系统。原机床的挂轮机构，进给箱，溜板箱，滑动丝杠，光杠等全部拆除，纵向进给系统以步进电机作为驱动元件，经-级齿轮减速转矩形导大后，由滚珠丝杠传动，滚珠丝杠仍利用原丝杠位置，其螺母副通过托架安装在床鞍底部，滚珠丝杠两端加装接套，接杆及支承，与床身尾部步进电机相联接，步进电机经减速后和滚珠丝杠用套筒联轴器连接，横向进给系统中保留原手动机构，在原支承部位安装滚珠丝杠螺母副后，步进电机及减速器安装在横向溜板后方。③刀架部分。根据实际机床的加工切削需要和系统的T功能控制性能，拆除原刀架和小拖板，换上 LD4-6132型四方位自动刀架。该刀架内带小容量交流电动机，控制正转选刀。内置的四只霍尔元件检测刀位位置，电动机反转完成刀具定位。

4 车床改造后的安装与调试验收保证车床的安装位置和性能准确，对车床的检测和验收是-项系统的工作，要全面检查各个器件和插件以及电路的连接情况，最后进行数控的系统连接。在选择电机参数时要依据机床的型号来选择 ，CA6140型普通车床的数控改造中多数采用 0.08～0.15(mm)的电机 ，在此类的车床改造中，如果数控系统并未发生故障，或者在检测滑动丝杠螺母时出现了磨损现象，就要减小阻力以提高电机的有效功率。加工的螺距范围- 般是控制在 10mm以内，选用不进电机驱动，对 自动刀架进行重新设置工痊数，改变滚珠丝杠的传动方向。

5 结语CA6140痛通车床改造后，加工有效行程 X]Z轴分别为390/1400mm，最大速度 X/Z轴分别为 1200/3000mm/min，手动速度为400mm/min，手动快速为 X/Z轴分别为 1200/3000mm/min，纵向进给脉冲当量为0.005mm/P，横向进给脉冲当量为0.0025mm/P，数控刀架可进行4个方位的转换选择，其重复定位精度在 0.005mm以下，夹紧力在 4000N以上，实现了开环数控自动tnm，大大提高了加工工效，节约了资金和能源，是工厂进行机械设备技术化改造的趋势。