【導讀】參數(shù)化設計》是在指導教師的指導下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設計（論文）使用的數(shù)據(jù)真實可靠。齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的一種傳動，具有承載能力大，效率高，傳動比準確，結構緊湊，工作可靠，使用壽命長等優(yōu)點。過程需查閱大量的圖表并進行復雜的計算，給設計工作者帶來了很大的困難。最后實現(xiàn)VB和CATIA連接,開發(fā)了用戶選擇齒輪種類和參數(shù)輸入。實現(xiàn)齒輪類零件便捷化設計的目的。carryingcapacity，highefficiency，precisegearratio，pactstructure，reliable. Keywords:VB;；gear；design；CATIA；Parameterization；Gear

　　

【正文】 校核公式 (224) 設計公式 (225) 式中： 2aFY 為 蝸輪的 齒形系數(shù)，應根據(jù)當量齒數(shù) zv2由圖 28 查得； ［ F? ］為蝸輪材料的 許用彎曲應力， 其余符號的含義同前。 XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 19 第 3 章 用 VB 語言開發(fā)齒輪機構參數(shù)化過程 Visual Basic 軟件 簡介 在選擇程序語言時，要考慮到開發(fā)語言功能是否強大，技術是否先進，使用是否方便，同時還要考慮開發(fā)所花費的時間及效果。在齒輪傳動參數(shù)化設計模塊中，采用 VB 語言作為開發(fā)工具，之所以選擇 VB 語言作為開發(fā)工具，是因為Microsoft Visual Basic(簡稱 VB)是一種在 Windows 環(huán)境下的、可視的面向對象的程序設計語言，它將 Windows 編程的復雜性封裝起來，使用可視化設計應用程序，提高了應用程序的開發(fā)效率，并且具有功能強大，易學易用，編程簡潔等特點。在其圖形用戶界面上通過操作界面元素，如菜單、按鈕、 對話框、編輯框、單選框、復選框、列邊框和滾動條等，由可視開發(fā)工具自動生成應用軟件；并且用 VB 開發(fā)的應用軟件具有良好的可移植性和可擴充性 [7]。 從任何標準來說， VB 都是世界上使用人數(shù)最多的語言 —— 不僅是盛贊 VB的開發(fā)者還是抱怨 VB 的開發(fā)者的數(shù)量。它源自于 BASIC 編程語言。 VB 擁有圖形用戶界面（ GUI）和快速應用程序開發(fā)（ RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用 DAO、RDO、 ADO 連接數(shù)據(jù)庫，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應用程序。 Visual Basic 在 數(shù)據(jù)訪問方面有了很大的改進，新的 ADO 組件讓對大量數(shù)據(jù)快速訪問成為可能。數(shù)據(jù)環(huán)境和新的報表功能也讓數(shù)據(jù)開發(fā)有了全新的體驗。 Visual Basic 借助 COM/COM+強大的功能，可以開發(fā)具有 N 層結構的分布式應用程序。同時， Visual Basic 還可以在 IIS 上開發(fā)性能超群的 Web 應用程序。Visual Basic 在語言方面和 IDE 方面的改進都不大，但是許多新增的組件成為Visual Basic 開發(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 的程序員帶來很大方便。 總之 Visual Basic 已經(jīng)是非常成熟穩(wěn)定的開發(fā)系統(tǒng)，能讓企業(yè)快速建立多層的系統(tǒng)以及 Web 應用程序，成為當前 Windows 上最流行的 Visual Basic 版本。 XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 20 系統(tǒng)方案設計 本次所設計的軟件是由 VB 中的幾個窗體組成，從首界面到最后各類齒輪設計界面，由指定的按鈕控制進入下一界面或者返回上一個界面。 軟件總體設計 總 流程圖 ，見下圖 ： 圖 系統(tǒng)設計總流程圖 整個軟件的界面介紹和按鈕功能在軟件說明書中有詳細的說明。 齒輪參數(shù)化的過程 這里我們以直齒圓柱齒輪來介紹齒輪參數(shù)化的過程。 齒輪參數(shù)化設計時， 需要查閱大量的圖表，為了實現(xiàn)設計過程的自動化，必須對圖表作預處理，使其程序化。 首界面 齒輪參數(shù)化介紹界面 選擇所要設計的齒輪類型的界面 直齒圓柱齒輪設計界面 斜齒圓柱齒輪設計界面 直齒圓錐齒輪設計界面 蝸輪蝸桿設計界面 得出設計結果，選擇并記錄所需要的數(shù)據(jù) XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 21 對于數(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，利用條件判斷語句在計算程序中自動讀取。 對于線圖，采用直接取值的方法，將所有情況所對應的取值都提前查好，將它們編入程序。 另外，還要使設計計算值規(guī)范化和標準化，如圓整、取標準值等 ，均采用適當計算機語言函數(shù)對其進行處理 [7]。 界面設計 在 VB 中 設計應用程序界面時 ，首先要知道我們要設置那些參數(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，小齒輪轉速 ， 傳動比 原動機類型，齒輪工作轉向，小齒輪支撐方式，工作機載荷，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)，因為在本次設計中，編程時把初始的小齒輪的齒數(shù)定為 21，通過一系列計算和最終的校核發(fā)現(xiàn) 21 個齒數(shù)的齒輪總是可以滿足校核強度，為了讓設計者有多種選擇就設置了自選小齒輪齒數(shù)這一項。 在直齒圓柱齒輪 子菜單中還有外嚙合直齒圓柱齒輪，內嚙合直齒圓柱齒輪和齒輪齒條三項。當點擊外嚙合直齒圓柱齒輪或者內嚙合直齒圓柱齒輪后，再 輸入基本參數(shù)和齒輪工作條件 ， 點擊計算 即可在界面下方顯示出所設計的齒輪各項基本數(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。當點擊齒輪齒條時，同樣輸入基本參數(shù)點擊計算就能算出一個齒輪和齒條的數(shù)據(jù)。 在設計界面時 先在窗體上設置框架 （ Frame） Fame1， Frame2 和圖片框 Pcture1，在 Fame1 的標題 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“設計結果”。然后在 Fame1 中添加標簽框（ Label）、文本框（ TextBox）、組合框（ ComboBox）和命令按鈕（ CommandButton） 。 標簽框（ Label）控件是圖形控件，主要作用在于顯示文字信息，在本次設計中可以用來顯示功率，小齒輪轉速，傳動比，原動機 ，工作轉向，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，小齒輪轉速，傳動比，齒數(shù)的數(shù)據(jù)輸入工具。后臺運行程序時可以讀取這些數(shù)據(jù)來進行計算。當 齒輪的某個工作情況有多個選項時就要用到組合框（ ComboBox），它可以包含多個用戶可以選擇的項目，但是占用更少的用戶接口界面空間。如原動機中有“ 電動機 、 多缸內燃機 、 單缸內燃機 ”三個選項；工作機載荷有“ 載荷平穩(wěn) 、 中等沖擊 、 嚴重沖擊 ”三個選項；熱處理方式中有“ 正火 、 調質 、 表面淬火 、 滲碳淬火 、 回火滲碳 ” 五個選項。在合理的設置標簽框（ Label）、文本框（ TextBox）、組合框（ ComboBox）后設置兩個命令按鈕（ CommandButton），將一個命名為計算，用于控制后臺計算程序。另外一個XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 22 命名為結束，用于結 束整個程序。 同樣的在 Frame2 中添加標簽框，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，齒條長這些信息。還要在便簽框后面添加相應的文本框用來顯示所計算出來的數(shù)據(jù) ，最后也要添加五個命令按鈕，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用設計結果中的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建齒輪嚙合的二維圖；三個創(chuàng)建CATIA 圖是用 VB 二次發(fā) CATIA 軟件，讓 VB 連接 CATIA 通過已經(jīng)編好的 程序來自動創(chuàng)建 CATIA 零件三維圖，有關 CATIA 二次開發(fā)的內容會在第四章節(jié)具體的討論；最后一個“返回”按鈕是用來返回上一個界面，也就是選擇齒輪設計類型的界面。 具體界面請看圖 直齒圓柱齒輪設計界面。 圖 直齒圓柱齒輪設計界面 框架 1 中用來輸入齒輪設計的原始參數(shù) 圖片框用來顯示所設計齒輪的二維圖 框架 2 中用來輸出計算結果 創(chuàng)建圖形命令按鈕 進度條 XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 23 程序設計 在編程時 首先要知道主要路線是什么樣的，在這里根據(jù)第二章介紹的設計齒輪的 過程 的例題 來編寫一個主程序流程圖： 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)原動機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 計算大小齒輪許用接觸應力，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 計算大小齒輪各自許用彎曲應力【 σ F1】 ,【 σ F2】 計算小齒輪傳遞的轉矩 T1 計算中心距 a 確定小齒輪齒數(shù) z1,并計算大齒輪齒數(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 校核齒根彎曲強度 算出實際 σ F1,σ F2 σ F1【 σ F1】 ； σ F2【 σ F2】 Y N 算出最終齒輪的各個參數(shù)并輸出 XXXX 大學 2021 屆畢業(yè)設計 24 有了主程序流程圖就可以編寫主程序了，首先應該定義變量 ，在 VB 軟件中 的通用區(qū)域來聲明變量如圖 所示： 圖 定義變量 定義了變量之后就可以編寫主程序，本界面的主程序是在命令按鈕“計算”下完成的，在界面上雙擊命令按鈕“計算”即可進入 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。初次設計 DXyingdu DXjiechu Selψ Selt 39。計算小齒輪接觸應力 σ H1 = σHlim1 / SH(SelXyd, SelDyd) 39。計算大齒輪彎曲應力 σ F2 = σFlim2 * t / SF(SelXyd, SelDyd) 39。小齒輪傳遞的轉矩 T1 = * 1000000 * p / n1 39。運行載荷系數(shù)子程序 SelK 39。初算計算中心距單位為 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 2021 屆畢業(yè)設計 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 行選擇齒形系數(shù)子程序 SelYF12 39。校核運算 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。輸出設計結果 Text8 = m Text9 = z1 Text10 = D(m, z1) Text11 = Da(m, z1) Text12 = Df(m, z1) Text13 = Aa(m, z1, z2) Text14 = b1