渐开线圆柱齿轮传动参数化设计系统的研究与开发

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齿 轮 传 动 具 有 传 递 功 率 范 同 大 、传 动 比准 确 、结 构紧凑 、]二作 可靠 、寿 命 长等 优 点 .是机 械 设 备 中非 常 重要的传 动机 构 。其 中 ，渐开 线 圆柱 齿轮 具有 良好 的传动性 能 ，便 于制造 、安装 、测量 和互 换使 用 ，其设 计 和制造 水平 是机 械丁 程技术 人员 关注 的焦点 。由于齿 轮传动 结 构 复 杂 ，其 传 统 人 工 设 计 方 法 十 分 繁 琐 ，设 计 内 容较 多 ，需 要 查 阅 大 量 设 计 图 表 和 数 据 ，费 时 费 力 且 容 易出错，不再 适应 现代 机械 产 品迅速开 发 的需求 。如 果将传 统设 计方 法 与计算机 辅 助设计 技术 相结合 。不 但 可以提高 齿轮 设计 的速度 与 准确性 .而且 方便 比较 多个设 计 方 案 ，从 而 得 到 最 优 设 计 结 果 本 文 研 究 并 开 发 了 以 Visual Basic6.0可 视 化 编 程语 青 为 开 发 工 具 ，CATIA V5为 三 维 造 型 平 台 的 渐 开线 网柱 齿 轮 传 动 参 数 化 设 计 系 统 .可 设 计 出 满 足 可 靠性要求 的直齿 与斜齿 渐开 线 圆柱 齿轮 .结 合参数 化 实体 造 型 技 术 ，实 现 了 渐 开 线 圆柱 齿 轮 设 计 过 程 的 自动化 和 参 数 化 。本 系 统 采 用 人 机 交 互 式 界 面 ，设 计 迅 速 准确 ，缩 短 r齿轮 开发周 期 ，提高 了设计 效 率和产 品 质量 ，具 有重 要 的T-程 实用 价值 。

1 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计系统的开发1.1 系统 中 设 计 参 数 的 处 理在 渐 开 线 网 柱 齿 轮 传 动 的设 计 计 算 过 程 中 ，不 同的 没 汁 参 数 需 要 不 同 的处 理 方 法 ， 对 于 有 固 定 计 算 公式 的设计 参数 ，直接 把计 算公式 编写 成程 序 ；对 于没 有计算 公式 .而需 要参 考设 计手册 中数 表或 线 图的设 计参数 。则将这 些数 表和线 图都 以 图片格式 保存 在系 统中 .使用 时 只需单 击参 考按钮 即可 查看 。设计 者可 根据使 用要 求和 工况 ，结合设 计 经验输 入其参 数值 ，如 齿宽系数 、使 用系数 、弹 性系数 zF等 。

国家自然科学基金资助项目(编号：51075329)收稿 日期 ：2012年 10月I圆 2013/3需 要 注 意 的 是 ：有 些 设 计 参 数 必 须 选 用 标 准 系 列 。

如 模 数 m、标 准 中 心 距 a等 ；还 有 些 必 须 取 整 数 ，如 齿 轮齿数 等 ∩ 利用取 整 函数 round( )、Fix( )、int( )将计 算 初 值 根 据 需 要 圆 整 成 标 准 值 或 整 数 。

1.2 主 要 功 能模 块Visual Basic是 面 向对象 的 可视 化 高 级 程 序设 计语 言 ，可 开 发 W indows环 境 下 的 各 种 应 用 程 序 本 文以 VB6.0为系统 开发 工具 ，结合传 统设 计方法 开发 出渐 开线 圆柱 齿轮传 动 的参数化 设计 系统 。该系 统 主要包 含 5个 功 能模 块 ：几何 计算 模 块 、强 度校 核 拈 、性能 分 析 模 块 、实 体 造 型模 块 及 文 件 管 理 模 块 .如 图 1所 示 。

1.3 设 计 流 程 与 实现 本 系 统 中 渐 开 线 圆 柱 齿 轮 的 设 计 实 现 过 程 为 ：进入 系统 主界 面 (如 图 2)，单 击 主 界 面左 侧 按 钮逐 步 完成设 计 。设 计 内容 依 次为 ：初 步设 计 (如 图 3)、几何 计算 (如 图 4)、强 度 校 核 (如 图 5)、性 能 分 析 、实 体 造 型 、保 存 结果及 打 俞果 。设计 过程 中若有 参数 未填或 输系统的主要功能模块几何计算拈强度校核拈性能分析拈几何尺寸计算齿面接触强度校核齿根弯 曲强度校核胶合承载能力校核重合度分析可靠性分析实体造型拈 参数化实体建模文件管理拈 保存设计结果文件图1 系统的主要功能拈文机械制造51卷第583期