【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 . 計(jì)算載荷 : ?? KKKKFKFF VAtttc ?? (37) 式中：使用系數(shù) AK ，按使用系數(shù) AK 表查取 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10 表 32 使用系數(shù) AK 工作機(jī)工作特性 原動(dòng)機(jī)工作特性 均勻平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊 嚴(yán)重沖擊 電動(dòng)機(jī)、平穩(wěn)起行的蒸汽或燃?xì)廨啓C(jī) 蒸汽或燃?xì)廨啓C(jī)，電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá) 多缸內(nèi)燃機(jī) 單缸內(nèi)燃機(jī) 均勻平穩(wěn) 發(fā)電機(jī)、均勻傳送的帶式輸送機(jī)或板式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、輕型升降機(jī)、包裝機(jī) 輕微沖擊 載荷不均勻的帶式或板式輸送機(jī)、機(jī)床住傳送機(jī)構(gòu)、通風(fēng)機(jī)、多缸活塞泵等 中等沖擊 橡膠擠壓機(jī)、輕型球磨機(jī)、木工機(jī)械、鋼坯初軋機(jī)、提升裝置、單缸活塞泵等 嚴(yán)重沖擊 挖掘機(jī)、重型球磨機(jī)、橡膠糅合機(jī)、破碎機(jī)、重型給水泵、帶材冷軋機(jī)、 壓坯機(jī)等 vk 動(dòng)載荷 系數(shù)，降低一級(jí)精度等級(jí)，用齒寬中點(diǎn)的圓周速度由動(dòng)載荷系數(shù) vk 圖查取[3] 上海電力學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 11 圖 32 vk 動(dòng)載荷 系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) bk ，可按式 beHFH KKK ??? ?? ，式中HbbeK由表 齒向載荷分配系數(shù)HbbeK查取。 表 33 齒向載荷分配系數(shù) HbbeK 應(yīng)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(jī)器、船舶 車輛、飛機(jī) 幾何尺寸計(jì)算 : 根據(jù)錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，其基本幾何尺寸按大端計(jì)算，但錐齒輪齒寬中點(diǎn)處及其當(dāng)量齒輪的幾何尺寸必須通過大端導(dǎo)出。 (a) 齒寬系數(shù) FR RbR /?? 。一般取 FR=1/3，且 b1=b2=b (b) 齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑（平均分度圓直徑） dm和平均模數(shù) mm ? ? ? ?? ?? ?Rmm RmRmmzdmdddRbRdd???1122111????????? (38) (c)齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量齒輪的分度圓直徑 mvd 、當(dāng)量齒數(shù) vz 及齒數(shù)比 vu 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12 ? ?? ?212222222111122222211111c o s1c o s o s// o s/uzzuuzzzuuzzzuddduudddvvvvvRmmvRmmv?????????????????????? (39) 式中齒 數(shù)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(qiáng)度計(jì)算 : 與接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算相同，忽略重合度系數(shù)，按齒寬中點(diǎn)的當(dāng)量直齒圓錐齒輪進(jìn)行計(jì)算，將當(dāng)量齒輪的參數(shù)代入，得錐齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件校核式 [3]： ? ? FPRR SaFaF uzmYYKT ???? ???? 221321 4 (MPa) (310) 設(shè)計(jì)式： ? ?3 22121 4 uz YYKTmFPRRSaFa ??? ??? (mm) (311) 注意： (a)、 FaY 、 SaY 按當(dāng)量齒數(shù) ?cos/zzv ? 分別查圖 . (b)、 FP? 與直齒圓錐齒輪的相同 . (c)、采用彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)式時(shí)，用大的FPSaFaYY? 值代入 ,按當(dāng)量齒數(shù)分別查圖 . 上海電力學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 13 圖 33 齒形系數(shù) FaY 圖 34 應(yīng)力修正系數(shù) SaY 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14 應(yīng)力修正系數(shù) SaY ，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)，由應(yīng)力修正系數(shù) SaY 圖 查取 。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 : 齒面接觸疲勞強(qiáng)度按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓錐齒輪進(jìn)行計(jì)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(dāng)量齒輪的有關(guān)參量代入直齒圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式，得到直齒錐齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算 的 校核式 [13]： ? ? udKTZZ RREHH 4 ??? ?? (MPa) (312) 計(jì)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(shù)表處理 線圖處理： 為建立結(jié)構(gòu)鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限的數(shù)學(xué)公式，從直線上選擇兩點(diǎn)。下面用兩個(gè)例來說明本次設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)處理過程。 例如選擇點(diǎn) A（ 110， 320），點(diǎn) B（ 200， 410），見圖 34。按線性關(guān)系可得任意點(diǎn) C的縱坐標(biāo) 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(jié)構(gòu)鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 式中 HBS 為自變量，表示布氏硬度。 圖 35 結(jié)構(gòu)鋼正火狀態(tài)下的齒面接觸疲勞極限 為查詢?nèi)我庥捕葧r(shí)的齒面接觸疲勞極限，可通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)。如輸入齒輪硬度上海電力學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 15 HBS=200，得出結(jié)果為 limH? =410 MPa。實(shí)現(xiàn)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(shù) sK? 查詢圖，見圖 35。從圖中各曲線上分別采集若干結(jié)點(diǎn)，其坐標(biāo)值填于表 34。該表也為二維函數(shù)表，但由輸入?yún)?shù)（齒寬系數(shù) d? 和線號(hào)）所確定的坐標(biāo)點(diǎn)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(shù)（綜合變 形系數(shù)sK? ） 圖 36 直齒軟齒面齒輪綜合變形系數(shù) sK? 表 34 直齒軟齒面齒輪的綜合變形系數(shù) sK? 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 16 數(shù)表處理 : 齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要查閱大量的數(shù)表，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化，必須對(duì)圖表作預(yù)處理，使其程序化。對(duì)于數(shù)表，由于數(shù)據(jù)不變化且數(shù)據(jù)的量不太多，直接將其編入程 序中，利用條件判斷語句在計(jì)算程序中自動(dòng)讀取。下面用一例來說明本次設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)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(guān)，要求接觸疲勞極限 limH? 和彎曲疲勞極限 limF? 必須根據(jù)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(dāng)麻煩。為此我們先對(duì)各圖進(jìn)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(diào)質(zhì)來說明，其接觸疲勞極限擬合公式為 limH? =331+，查手冊(cè)可知其硬度范圍為 241286HBS，取結(jié)點(diǎn)數(shù) 8個(gè)，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(hào) 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(diào)質(zhì) 354+ 349+ 4 鑄鋼 調(diào)質(zhì) 289+ 202+ 5 合金鑄鋼 調(diào)質(zhì) 245+ 293+ 6 合金鋼 調(diào)質(zhì) 331+ 335 +0. 86HBS 7 調(diào)質(zhì)鋼 滲碳 550 + 12HRC 14HRC一 50 8 合金鋼 滲碳 1475 830 9 調(diào)質(zhì)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(jì)算值比較 硬度值 245 250 255 260 265 270 275 280 計(jì)算值 696 圖值 690 697 704 711 718 725 732 739 偏差 1 絕對(duì)最大差值 偏差平方和 誤差 上海電力學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 17 第四章 主程序的設(shè)計(jì) 主程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 對(duì)于齒輪傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，需要輸入及選擇的數(shù)據(jù)是 :傳遞的功率 P1，小齒輪轉(zhuǎn)速n1，傳動(dòng)比 i，使用壽命 (總工作時(shí)數(shù) )，原動(dòng)機(jī)類型，工作機(jī)載荷性質(zhì)，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(shù)，端面模數(shù)等。 系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算得出的輸出數(shù)據(jù)是 :齒輪模數(shù) m，中心距 a，大 (小 )齒輪齒數(shù) Z，大 (小 )齒輪分度圓直徑 d，轉(zhuǎn)矩，齒寬 b，應(yīng)力及許用應(yīng)力，齒輪精度等級(jí)，齒輪實(shí)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(dòng)設(shè)計(jì)相比，本系統(tǒng)具有計(jì)算精確，設(shè)計(jì)速度快、提供的可行方案多等優(yōu)點(diǎn)，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(yīng)力； (c)確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則； (d)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，求出齒輪的各項(xiàng)基本參數(shù)； (e)計(jì)算齒輪幾何尺寸，確定齒輪精度等級(jí)； (f)校核齒輪應(yīng)力； 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 程序設(shè)計(jì)流程圖 圖 41 程序設(shè)計(jì)流程圖 主程序的設(shè)計(jì) 菜單設(shè)計(jì)： 在 Windows界面設(shè)計(jì)中，菜單設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一環(huán)，菜單的基本作用有兩個(gè)，一是提供人機(jī)對(duì)話的界面，讓用戶使用系統(tǒng)的各種功能；二是管理應(yīng)用系統(tǒng)，控制各種功能模塊的運(yùn)行。一個(gè)好的菜單設(shè)計(jì)，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(yán)重后果。本系統(tǒng)在菜單設(shè) 計(jì)中采用了如下技術(shù)： (1)菜單項(xiàng)的可用與禁止、可見與隱藏 為了表示菜單項(xiàng)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(xiàng)的可用與禁止、可見與隱藏屬性。當(dāng)因?yàn)槟撤N原因使得某個(gè)選項(xiàng)所代表的功能不能被實(shí)現(xiàn)時(shí)，就應(yīng)該禁止該選項(xiàng)被選中，表現(xiàn)在界面上為灰色，反之為正常黑色 [23]。菜單選項(xiàng)的可用與禁止有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)，一是利用菜單編輯器中的“有效”選項(xiàng)，二是通過代碼來改變改選項(xiàng)的 enabled屬性實(shí)現(xiàn)?？梢娕c隱藏也有兩種方法，一是菜單編輯器中的“可見”選項(xiàng)，二是用代碼改變 visible屬性實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)均利用菜 單編輯器來實(shí)現(xiàn)。 (2) 常用菜單項(xiàng)快捷操作的設(shè)置 上海電力學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 19 菜單項(xiàng)快捷操作的設(shè)置分為快捷鍵和訪問鍵兩個(gè)部分。打開菜單設(shè)計(jì)窗口 (Menu Design Windows)，每個(gè)菜單項(xiàng)都有相應(yīng)的快捷鍵 (Shortcut)列表，在該表中選擇一個(gè)即可。對(duì)于一些常用的功能菜單項(xiàng)，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(shè)計(jì)菜單時(shí)嚴(yán)格遵循這些約定。為菜單選項(xiàng)定義好快捷鍵之后，菜單上該選項(xiàng)的后面就出現(xiàn)快捷鍵的文字表示。 具有子菜單的菜單項(xiàng)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(shè)計(jì)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(gè)菜單項(xiàng)。訪問鍵的設(shè)置使用“ amp?！狈?hào)，它用在菜單項(xiàng)的標(biāo)題 (Caption)屬性里。如將一頂層菜單的標(biāo)題屬性設(shè)為“文件 (amp。F)，在菜單中就表現(xiàn)為“文件 (F) ，可以用“ Alt + F打開這個(gè)菜單。如果該菜單中有一子菜單項(xiàng)的標(biāo)題為“保存 (amp。S)，在菜單中就表現(xiàn)為“保存 (amp。S)，當(dāng)文件菜單展開后，可以用字母鍵“ S來使用這個(gè)菜單項(xiàng)。 (3 )菜單項(xiàng)的分組 菜單項(xiàng)的分組是通過菜單欄分隔線實(shí)現(xiàn)的。打開菜單編輯器 ,在菜 單的一定位置增加一個(gè) Caption屬性為“ — ”的菜單項(xiàng)，它在菜單上就表現(xiàn)為一條橫線，注意分隔線菜單項(xiàng)同樣需要名稱屬性，且不能重復(fù)。同一功能菜單下又可以按照菜單項(xiàng)的功能分為若干組，這時(shí)就可以用分隔線實(shí)現(xiàn)菜單項(xiàng)的分組。 本程序的界面設(shè)計(jì)如下圖： 圖 42 程序的進(jìn)入系統(tǒng)界面 基于 VB 的圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20 圖 43 程序界面 中各參數(shù) 的分布情況 本程序的主要特點(diǎn) VB窗