【導(dǎo)讀】參數(shù)化設(shè)計(jì)》是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立開(kāi)展研究取得的成果，文中引用他人的觀點(diǎn)和材料，均在文后按順序列出其參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)（論文）使用的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)，具有承載能力大，效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。過(guò)程需查閱大量的圖表并進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，給設(shè)計(jì)工作者帶來(lái)了很大的困難。最后實(shí)現(xiàn)VB和CATIA連接,開(kāi)發(fā)了用戶選擇齒輪種類和參數(shù)輸入。實(shí)現(xiàn)齒輪類零件便捷化設(shè)計(jì)的目的。carryingcapacity，highefficiency，precisegearratio，pactstructure，reliable. Keywords:VB;；gear；design；CATIA；Parameterization；Gear

　　

【正文】 校核公式 (224) 設(shè)計(jì)公式 (225) 式中： 2aFY 為 蝸輪的 齒形系數(shù)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) zv2由圖 28 查得； ［ F? ］為蝸輪材料的 許用彎曲應(yīng)力， 其余符號(hào)的含義同前。 XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 第 3 章 用 VB 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)化過(guò)程 Visual Basic 軟件 簡(jiǎn)介 在選擇程序語(yǔ)言時(shí)，要考慮到開(kāi)發(fā)語(yǔ)言功能是否強(qiáng)大，技術(shù)是否先進(jìn)，使用是否方便，同時(shí)還要考慮開(kāi)發(fā)所花費(fèi)的時(shí)間及效果。在齒輪傳動(dòng)參數(shù)化設(shè)計(jì)模塊中，采用 VB 語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)工具，之所以選擇 VB 語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)工具，是因?yàn)镸icrosoft Visual Basic(簡(jiǎn)稱 VB)是一種在 Windows 環(huán)境下的、可視的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它將 Windows 編程的復(fù)雜性封裝起來(lái)，使用可視化設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，提高了應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)效率，并且具有功能強(qiáng)大，易學(xué)易用，編程簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)。在其圖形用戶界面上通過(guò)操作界面元素，如菜單、按鈕、 對(duì)話框、編輯框、單選框、復(fù)選框、列邊框和滾動(dòng)條等，由可視開(kāi)發(fā)工具自動(dòng)生成應(yīng)用軟件；并且用 VB 開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件具有良好的可移植性和可擴(kuò)充性 [7]。 從任何標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)， VB 都是世界上使用人數(shù)最多的語(yǔ)言 —— 不僅是盛贊 VB的開(kāi)發(fā)者還是抱怨 VB 的開(kāi)發(fā)者的數(shù)量。它源自于 BASIC 編程語(yǔ)言。 VB 擁有圖形用戶界面（ GUI）和快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)（ RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用 DAO、RDO、 ADO 連接數(shù)據(jù)庫(kù)，或者輕松的創(chuàng)建 ActiveX 控件。程序員可以輕松的使用 VB 提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。 Visual Basic 在 數(shù)據(jù)訪問(wèn)方面有了很大的改進(jìn)，新的 ADO 組件讓對(duì)大量數(shù)據(jù)快速訪問(wèn)成為可能。數(shù)據(jù)環(huán)境和新的報(bào)表功能也讓數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)有了全新的體驗(yàn)。 Visual Basic 借助 COM/COM+強(qiáng)大的功能，可以開(kāi)發(fā)具有 N 層結(jié)構(gòu)的分布式應(yīng)用程序。同時(shí)， Visual Basic 還可以在 IIS 上開(kāi)發(fā)性能超群的 Web 應(yīng)用程序。Visual Basic 在語(yǔ)言方面和 IDE 方面的改進(jìn)都不大，但是許多新增的組件成為Visual Basic 開(kāi)發(fā)人員手中的利器，如 File System Object 等。新的字符串函數(shù) Split和 Replace 等 也給 Visual Basic 的程序員帶來(lái)很大方便。 總之 Visual Basic 已經(jīng)是非常成熟穩(wěn)定的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，能讓企業(yè)快速建立多層的系統(tǒng)以及 Web 應(yīng)用程序，成為當(dāng)前 Windows 上最流行的 Visual Basic 版本。 XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 本次所設(shè)計(jì)的軟件是由 VB 中的幾個(gè)窗體組成，從首界面到最后各類齒輪設(shè)計(jì)界面，由指定的按鈕控制進(jìn)入下一界面或者返回上一個(gè)界面。 軟件總體設(shè)計(jì) 總 流程圖 ，見(jiàn)下圖 ： 圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流程圖 整個(gè)軟件的界面介紹和按鈕功能在軟件說(shuō)明書(shū)中有詳細(xì)的說(shuō)明。 齒輪參數(shù)化的過(guò)程 這里我們以直齒圓柱齒輪來(lái)介紹齒輪參數(shù)化的過(guò)程。 齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)， 需要查閱大量的圖表，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化，必須對(duì)圖表作預(yù)處理，使其程序化。 首界面 齒輪參數(shù)化介紹界面 選擇所要設(shè)計(jì)的齒輪類型的界面 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)界面 斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)界面 直齒圓錐齒輪設(shè)計(jì)界面 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)界面 得出設(shè)計(jì)結(jié)果，選擇并記錄所需要的數(shù)據(jù) XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 對(duì)于數(shù)表，由于數(shù)據(jù)不變化且數(shù)據(jù)量不多，直接將其編入程序中，利用條件判斷語(yǔ)句在計(jì)算程序中自動(dòng)讀取。 對(duì)于線圖，采用直接取值的方法，將所有情況所對(duì)應(yīng)的取值都提前查好，將它們編入程序。 另外，還要使設(shè)計(jì)計(jì)算值規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，如圓整、取標(biāo)準(zhǔn)值等 ，均采用適當(dāng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言函數(shù)對(duì)其進(jìn)行處理 [7]。 界面設(shè)計(jì) 在 VB 中 設(shè)計(jì)應(yīng)用程序界面時(shí) ，首先要知道我們要設(shè)置那些參數(shù)在界面上，在本次直齒圓柱齒輪參數(shù)化中要用到的初始參數(shù)有功率，小齒輪轉(zhuǎn)速 ， 傳動(dòng)比 原動(dòng)機(jī)類型，齒輪工作轉(zhuǎn)向，小齒輪支撐方式，工作機(jī)載荷，大小齒輪的材料和熱處理方式。在基本參數(shù)中還加入了自選小齒輪齒數(shù)，因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中，編程時(shí)把初始的小齒輪的齒數(shù)定為 21，通過(guò)一系列計(jì)算和最終的校核發(fā)現(xiàn) 21 個(gè)齒數(shù)的齒輪總是可以滿足校核強(qiáng)度，為了讓設(shè)計(jì)者有多種選擇就設(shè)置了自選小齒輪齒數(shù)這一項(xiàng)。 在直齒圓柱齒輪 子菜單中還有外嚙合直齒圓柱齒輪，內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪和齒輪齒條三項(xiàng)。當(dāng)點(diǎn)擊外嚙合直齒圓柱齒輪或者內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪后，再 輸入基本參數(shù)和齒輪工作條件 ， 點(diǎn)擊計(jì)算 即可在界面下方顯示出所設(shè)計(jì)的齒輪各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)，其中有模數(shù)，齒數(shù)，齒寬，分度圓，齒頂圓，齒根圓，中心距。當(dāng)點(diǎn)擊齒輪齒條時(shí)，同樣輸入基本參數(shù)點(diǎn)擊計(jì)算就能算出一個(gè)齒輪和齒條的數(shù)據(jù)。 在設(shè)計(jì)界面時(shí) 先在窗體上設(shè)置框架 （ Frame） Fame1， Frame2 和圖片框 Pcture1，在 Fame1 的標(biāo)題 Caption 屬性中輸入“直齒圓柱齒輪”，也就是把 Fame1 命名為“直齒 圓柱齒輪”，同樣的將 Frame2 命名為“設(shè)計(jì)結(jié)果”。然后在 Fame1 中添加標(biāo)簽框（ Label）、文本框（ TextBox）、組合框（ ComboBox）和命令按鈕（ CommandButton） 。 標(biāo)簽框（ Label）控件是圖形控件，主要作用在于顯示文字信息，在本次設(shè)計(jì)中可以用來(lái)顯示功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，原動(dòng)機(jī) ，工作轉(zhuǎn)向，小齒輪支撐方式等文字信息 。文本框 （ TextBox）控件 是 顯示和輸入文本的主要控件，在這里可以作為輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，齒數(shù)的數(shù)據(jù)輸入工具。后臺(tái)運(yùn)行程序時(shí)可以讀取這些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng) 齒輪的某個(gè)工作情況有多個(gè)選項(xiàng)時(shí)就要用到組合框（ ComboBox），它可以包含多個(gè)用戶可以選擇的項(xiàng)目，但是占用更少的用戶接口界面空間。如原動(dòng)機(jī)中有“ 電動(dòng)機(jī) 、 多缸內(nèi)燃機(jī) 、 單缸內(nèi)燃機(jī) ”三個(gè)選項(xiàng)；工作機(jī)載荷有“ 載荷平穩(wěn) 、 中等沖擊 、 嚴(yán)重沖擊 ”三個(gè)選項(xiàng)；熱處理方式中有“ 正火 、 調(diào)質(zhì) 、 表面淬火 、 滲碳淬火 、 回火滲碳 ” 五個(gè)選項(xiàng)。在合理的設(shè)置標(biāo)簽框（ Label）、文本框（ TextBox）、組合框（ ComboBox）后設(shè)置兩個(gè)命令按鈕（ CommandButton），將一個(gè)命名為計(jì)算，用于控制后臺(tái)計(jì)算程序。另外一個(gè)XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 命名為結(jié)束，用于結(jié) 束整個(gè)程序。 同樣的在 Frame2 中添加標(biāo)簽框，并讓他們顯示小齒輪，大齒輪，齒條，模數(shù)，齒數(shù)，齒寬，分度圓，齒頂圓，齒根圓，中心距，齒條齒高，齒條長(zhǎng)這些信息。還要在便簽框后面添加相應(yīng)的文本框用來(lái)顯示所計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù) ，最后也要添加五個(gè)命令按鈕，分別命名為“創(chuàng)建二維圖”，“ 創(chuàng)建小齒輪 CATIA 圖 ”，“ 創(chuàng)建大齒輪 CATIA 圖 ”，“ 創(chuàng)建齒條 CATIA 三維圖 ”，“返回”。創(chuàng)建二維圖是在界面右側(cè)用設(shè)計(jì)結(jié)果中的數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建齒輪嚙合的二維圖；三個(gè)創(chuàng)建CATIA 圖是用 VB 二次發(fā) CATIA 軟件，讓 VB 連接 CATIA 通過(guò)已經(jīng)編好的 程序來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建 CATIA 零件三維圖，有關(guān) CATIA 二次開(kāi)發(fā)的內(nèi)容會(huì)在第四章節(jié)具體的討論；最后一個(gè)“返回”按鈕是用來(lái)返回上一個(gè)界面，也就是選擇齒輪設(shè)計(jì)類型的界面。 具體界面請(qǐng)看圖 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)界面。 圖 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)界面 框架 1 中用來(lái)輸入齒輪設(shè)計(jì)的原始參數(shù) 圖片框用來(lái)顯示所設(shè)計(jì)齒輪的二維圖 框架 2 中用來(lái)輸出計(jì)算結(jié)果 創(chuàng)建圖形命令按鈕 進(jìn)度條 XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 程序設(shè)計(jì) 在編程時(shí) 首先要知道主要路線是什么樣的，在這里根據(jù)第二章介紹的設(shè)計(jì)齒輪的 過(guò)程 的例題 來(lái)編寫(xiě)一個(gè)主程序流程圖： 圖 主程序流程圖 選擇材料和熱處理方式得出大小齒輪齒面 硬度 得大小齒輪接觸疲勞極限 σ Hlim1,σ Hlim2 查得安全系數(shù) SH,SF 根據(jù)原動(dòng)機(jī)的類型和齒輪的工作情況選擇載荷 初選齒寬系數(shù) ψ a 系數(shù) K 計(jì)算大小齒輪許用接觸應(yīng)力，并選擇【 σ H】 為它們的最小值 根據(jù)齒面硬度查表得大小齒輪彎曲疲勞極 限 σ Flim1,σ Flim2 計(jì)算大小齒輪各自許用彎曲應(yīng)力【 σ F1】 ,【 σ F2】 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 計(jì)算中心距 a 確定小齒輪齒數(shù) z1,并計(jì)算大齒輪齒數(shù) z2根據(jù)大小齒輪齒數(shù)查表得齒形系數(shù) YF1,YF2 算傳動(dòng)比誤差 Δ≦ 5% N 確定模數(shù)確定大小齒輪的齒寬 校核齒根彎曲強(qiáng)度 算出實(shí)際 σ F1,σ F2 σ F1【 σ F1】 ； σ F2【 σ F2】 Y N 算出最終齒輪的各個(gè)參數(shù)并輸出 XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 有了主程序流程圖就可以編寫(xiě)主程序了，首先應(yīng)該定義變量 ，在 VB 軟件中 的通用區(qū)域來(lái)聲明變量如圖 所示： 圖 定義變量 定義了變量之后就可以編寫(xiě)主程序，本界面的主程序是在命令按鈕“計(jì)算”下完成的，在界面上雙擊命令按鈕“計(jì)算”即可進(jìn)入 Command1 的單擊事件中 。在單擊事件中輸入以下主程序。 Private Sub Command1_Click() pi = α = 20 ha = 1 c = p = Val() n1 = Val() u = Val() 39。初次設(shè)計(jì) DXyingdu DXjiechu Selψ Selt 39。計(jì)算小齒輪接觸應(yīng)力 σ H1 = σHlim1 / SH(SelXyd, SelDyd) 39。計(jì)算大齒輪彎曲應(yīng)力 σ F2 = σFlim2 * t / SF(SelXyd, SelDyd) 39。小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 = * 1000000 * p / n1 39。運(yùn)行載荷系數(shù)子程序 SelK 39。初算計(jì)算中心距單位為 NM a = (u + 1) * ((K * T1 * 335 / (u * ψ * σH(σH1, σH2)))) ^ (1 / 3) 39。初定確定齒數(shù) z1 z1 = 21 If Then z1 = Val() z2 = u * z1 End If XXXX 大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 CalΔ If Δ = Then 39。確定模數(shù) m = 2 * Int(a) / (z1 + z2) 39。選模數(shù) m = SelM(m) 39。齒寬 b = ψ * Int(D(m, z1)) b1 = Int(b) + 3 b2 = Int(b) Else Do z1 = z1 + 1 z2 = u * z1 CalΔ 39。確定模數(shù) m = 2 * Int(a) / (z1 + z2) 39。選模數(shù) m = SelM(m) 39。齒寬 b = ψ * Int(D(m, z1)) b1 = Int(b) + 3 b2 = Int(b) If Δ = Then Exit Do Loop End If 39。運(yùn) 行選擇齒形系數(shù)子程序 SelYF12 39。校核運(yùn)算 σ Ff1 = 2 * K * T1 * YF1 / (Int(b) * (SelM(m) ^ 2) * z1) σ Ff2 = σF1 * YF2 / YF1 If σFf1 σF1 And σFf2 σF2 Then 39。輸出設(shè)計(jì)結(jié)果 Text8 = m Text9 = z1 Text10 = D(m, z1) Text11 = Da(m, z1) Text12 = Df(m, z1) Text13 = Aa(m, z1, z2) Text14 = b1