【文章內容簡介】 . 計算載荷 : ?? KKKKFKFF VAtttc ?? (37) 式中：使用系數 AK ，按使用系數 AK 表查取 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 10 表 32 使用系數 AK 工作機工作特性 原動機工作特性 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴重沖擊 電動機、平穩(wěn)起行的蒸汽或燃氣輪機 蒸汽或燃氣輪機，電動機和液壓馬達 多缸內燃機 單缸內燃機 均勻平穩(wěn) 發(fā)電機、均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、螺旋輸送機、輕型升降機、包裝機 輕微沖擊 載荷不均勻的帶式或板式輸送機、機床住傳送機構、通風機、多缸活塞泵等 中等沖擊 橡膠擠壓機、輕型球磨機、木工機械、鋼坯初軋機、提升裝置、單缸活塞泵等 嚴重沖擊 挖掘機、重型球磨機、橡膠糅合機、破碎機、重型給水泵、帶材冷軋機、 壓坯機等 vk 動載荷 系數，降低一級精度等級，用齒寬中點的圓周速度由動載荷系數 vk 圖查取[3] 上海電力學院畢業(yè)（設計）論文 11 圖 32 vk 動載荷 系數 齒向載荷分布系數 bk ，可按式 beHFH KKK ??? ?? ，式中HbbeK由表 齒向載荷分配系數HbbeK查取。 表 33 齒向載荷分配系數 HbbeK 應用范圍 錐齒輪副支承情況 兩輪均用兩端支承 一輪兩端支承一輪懸臂支承 兩輪均用懸臂支承 工業(yè)機器、船舶 車輛、飛機 幾何尺寸計算 : 根據錐齒輪傳動的特點，其基本幾何尺寸按大端計算，但錐齒輪齒寬中點處及其當量齒輪的幾何尺寸必須通過大端導出。 (a) 齒寬系數 FR RbR /?? 。一般取 FR=1/3，且 b1=b2=b (b) 齒寬中點的分度圓直徑（平均分度圓直徑） dm和平均模數 mm ? ? ? ?? ?? ?Rmm RmRmmzdmdddRbRdd???1122111????????? (38) (c)齒寬中點處當量齒輪的分度圓直徑 mvd 、當量齒數 vz 及齒數比 vu 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 12 ? ?? ?212222222111122222211111c o s1c o s o s// o s/uzzuuzzzuuzzzuddduudddvvvvvRmmvRmmv?????????????????????? (39) 式中齒 數比影響分度錐頂角的大小，一般取 u≤3 ，最大不超過 5。 齒根彎曲疲勞強度計算 : 與接觸疲勞強度的計算相同，忽略重合度系數，按齒寬中點的當量直齒圓錐齒輪進行計算，將當量齒輪的參數代入，得錐齒輪的齒根彎曲疲勞強度條件校核式 [3]： ? ? FPRR SaFaF uzmYYKT ???? ???? 221321 4 (MPa) (310) 設計式： ? ?3 22121 4 uz YYKTmFPRRSaFa ??? ??? (mm) (311) 注意： (a)、 FaY 、 SaY 按當量齒數 ?cos/zzv ? 分別查圖 . (b)、 FP? 與直齒圓錐齒輪的相同 . (c)、采用彎曲強度的設計式時，用大的FPSaFaYY? 值代入 ,按當量齒數分別查圖 . 上海電力學院畢業(yè)（設計）論文 13 圖 33 齒形系數 FaY 圖 34 應力修正系數 SaY 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 14 應力修正系數 SaY ，根據當量齒數，由應力修正系數 SaY 圖 查取 。 齒面接觸疲勞強度計算 : 齒面接觸疲勞強度按齒寬中點處的當量直齒圓錐齒輪進行計算。因直齒圓錐齒輪一般制造精度較低，可忽略重合度的影響，并取有效齒寬，將當量齒輪的有關參量代入直齒圓錐齒輪的強度計算公式，得到直齒錐齒輪的接觸強度計算 的 校核式 [13]： ? ? udKTZZ RREHH 4 ??? ?? (MPa) (312) 計算式： ? ?3 2121 4 uKTZZdRRHPEH ??? ?????????? (mm) (313) 式中： HZ 、 EZ 、 HP? 與直齒圓錐齒輪相同。 圓錐齒輪線圖數表處理 線圖處理： 為建立結構鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限的數學公式，從直線上選擇兩點。下面用兩個例來說明本次設計中的數據處理過程。 例如選擇點 A（ 110， 320），點 B（ 200， 410），見圖 34。按線性關系可得任意點 C的縱坐標 limH? 為l i m 4 1 0 3 2 03 2 0 ( 1 1 0 )2 0 0 1 0 0H H B S? ?? ? ? ??上式即為結構鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限的數學表達式。 式中 HBS 為自變量，表示布氏硬度。 圖 35 結構鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限 為查詢任意硬度時的齒面接觸疲勞極限，可通過編寫程序來實現。如輸入齒輪硬度上海電力學院畢業(yè)（設計）論文 15 HBS=200，得出結果為 limH? =410 MPa。實現查詢過程的代碼如下： Option Explicit Private Sub Command1 Click() Dim hbs As Single Dim xigamahlim As Single hbs = Val(txthbs Text) If hbs = 0 Then MsgBox Exit Sub End If xigamahlim=320+(410320)/(200110)*(hbs110) = xigamahlim End Sub 例如：齒輪的綜合變形系數 sK? 查詢圖，見圖 35。從圖中各曲線上分別采集若干結點，其坐標值填于表 34。該表也為二維函數表，但由輸入參數（齒寬系數 d? 和線號）所確定的坐標點總是處于某條曲線上，故需要使用一次插值法求出輸出參數（綜合變 形系數sK? ） 圖 36 直齒軟齒面齒輪綜合變形系數 sK? 表 34 直齒軟齒面齒輪的綜合變形系數 sK? 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 16 數表處理 : 齒輪參數設計時，需要查閱大量的數表，為了實現設計過程的自動化，必須對圖表作預處理，使其程序化。對于數表，由于數據不變化且數據的量不太多，直接將其編入程 序中，利用條件判斷語句在計算程序中自動讀取。下面用一例來說明本次設計中的數據處理過程。 例如：齒輪齒面的接觸疲勞極限 limH? 和齒根彎曲疲勞極限 limF? 與齒輪的材料和硬度有關，要求接觸疲勞極限 limH? 和彎曲疲勞極限 limF? 必須根據齒輪的材料和硬度分別查取下面的圖中的某一圖形。人工查閱相當麻煩。為此我們先對各圖進行擬合，求出線圖的擬合公式 (見表 35)，再用 VB語言寫出表 35的程序。 以 40Cr調質來說明，其接觸疲勞極限擬合公式為 limH? =331+，查手冊可知其硬度范圍為 241286HBS，取結點數 8個，由表 36可知，其偏差平方和與最小圖值之比為 ,誤差不到 ,滿足精度要求。 表 35 常用齒輪材料的接觸 疲勞極限 limH? 和彎曲疲勞極限 limF? 序號 材料 熱處理 σ Hlim /MPa σ Flim /MPa 1 碳鋼 正火 220+ 250+ 2 鑄鋼 正火 198+ 170+ 3 碳鋼 調質 354+ 349+ 4 鑄鋼 調質 289+ 202+ 5 合金鑄鋼 調質 245+ 293+ 6 合金鋼 調質 331+ 335 +0. 86HBS 7 調質鋼 滲碳 550 + 12HRC 14HRC一 50 8 合金鋼 滲碳 1475 830 9 調質鋼 氮化 1000 690 10 球墨鑄鐵 正火 272+ 120+ 11 灰口鑄鐵 222+ 70+ 表 36 接觸疲勞極限圖值與計算值比較 硬度值 245 250 255 260 265 270 275 280 計算值 696 圖值 690 697 704 711 718 725 732 739 偏差 1 絕對最大差值 偏差平方和 誤差 上海電力學院畢業(yè)（設計）論文 17 第四章 主程序的設計 主程序的設計 系統(tǒng)設計過程 對于齒輪傳動參數設計系統(tǒng)，需要輸入及選擇的數據是 :傳遞的功率 P1，小齒輪轉速n1，傳動比 i，使用壽命 (總工作時數 )，原動機類型，工作機載荷性質，齒輪布置情況，齒輪嚙合情況，齒輪材料、熱處理方式及硬度，齒輪螺旋角度，變位系數，端面模數等。 系統(tǒng)經設計計算得出的輸出數據是 :齒輪模數 m，中心距 a，大 (小 )齒輪齒數 Z，大 (小 )齒輪分度圓直徑 d，轉矩，齒寬 b，應力及許用應力，齒輪精度等級，齒輪實際螺旋角度，節(jié)圓直徑，端面重合度等。 與傳統(tǒng)的齒輪傳動設計相比，本系統(tǒng)具有計算精確，設計速度快、提供的可行方案多等優(yōu)點，流程圖如圖 41所示，具體步驟如下： (a)選擇齒輪類型； (b)選擇齒輪材料、熱處理方法，求 出許用應力； (c)確定設計準則； (d)進行設計計算，求出齒輪的各項基本參數； (e)計算齒輪幾何尺寸，確定齒輪精度等級； (f)校核齒輪應力； 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 18 程序設計流程圖 圖 41 程序設計流程圖 主程序的設計 菜單設計： 在 Windows界面設計中，菜單設計是至關重要的一環(huán)，菜單的基本作用有兩個，一是提供人機對話的界面，讓用戶使用系統(tǒng)的各種功能；二是管理應用系統(tǒng)，控制各種功能模塊的運行。一個好的菜單設計，不僅能使系統(tǒng)美觀，而且能使操作者使用方便，還可避免誤操作帶來的嚴重后果。本系統(tǒng)在菜單設 計中采用了如下技術： (1)菜單項的可用與禁止、可見與隱藏 為了表示菜單項的一些特殊功能，以及控制用戶的操作流程，要用到菜單選項的可用與禁止、可見與隱藏屬性。當因為某種原因使得某個選項所代表的功能不能被實現時，就應該禁止該選項被選中，表現在界面上為灰色，反之為正常黑色 [23]。菜單選項的可用與禁止有兩種方法可以實現，一是利用菜單編輯器中的“有效”選項，二是通過代碼來改變改選項的 enabled屬性實現?？梢娕c隱藏也有兩種方法，一是菜單編輯器中的“可見”選項，二是用代碼改變 visible屬性實現。本系統(tǒng)均利用菜 單編輯器來實現。 (2) 常用菜單項快捷操作的設置 上海電力學院畢業(yè)（設計）論文 19 菜單項快捷操作的設置分為快捷鍵和訪問鍵兩個部分。打開菜單設計窗口 (Menu Design Windows)，每個菜單項都有相應的快捷鍵 (Shortcut)列表，在該表中選擇一個即可。對于一些常用的功能菜單項，有約定俗成的快捷鍵，例如，文件存盤用 CRTL十 S，打印用 CTRL + P，等等，在設計菜單時嚴格遵循這些約定。為菜單選項定義好快捷鍵之后，菜單上該選項的后面就出現快捷鍵的文字表示。 具有子菜單的菜單項或者頂層菜單不能定義快捷鍵，只能定義訪問鍵。按照 Windows的界面設計原則，頂層菜單訪問鍵的形式是 Alt十字母鍵；或者在菜單打開后用字母鍵激活一個菜單項。訪問鍵的設置使用“ amp?！狈枺迷诓藛雾椀臉祟} (Caption)屬性里。如將一頂層菜單的標題屬性設為“文件 (amp。F)，在菜單中就表現為“文件 (F) ，可以用“ Alt + F打開這個菜單。如果該菜單中有一子菜單項的標題為“保存 (amp。S)，在菜單中就表現為“保存 (amp。S)，當文件菜單展開后，可以用字母鍵“ S來使用這個菜單項。 (3 )菜單項的分組 菜單項的分組是通過菜單欄分隔線實現的。打開菜單編輯器 ,在菜 單的一定位置增加一個 Caption屬性為“ — ”的菜單項，它在菜單上就表現為一條橫線，注意分隔線菜單項同樣需要名稱屬性，且不能重復。同一功能菜單下又可以按照菜單項的功能分為若干組，這時就可以用分隔線實現菜單項的分組。 本程序的界面設計如下圖： 圖 42 程序的進入系統(tǒng)界面 基于 VB 的圓錐齒輪傳動設計 20 圖 43 程序界面 中各參數 的分布情況 本程序的主要特點 VB窗