【正文】 料有很多種，各自對(duì)應(yīng)了一種或多種的熱處理方式，當(dāng)選定了齒輪的材料和熱處理方式時(shí)，也就確定了齒輪的硬度范圍。根據(jù)作者設(shè)計(jì)，只要選擇了材料和熱處理的方式，程序便會(huì)將對(duì)應(yīng)的最大硬度值賦給scrollbar的max，最小值賦給scrollbar的min。本設(shè)計(jì)只考慮到了齒輪材料質(zhì)量和熱處理品質(zhì)為中等要求時(shí)的傳動(dòng)，也即是MQ的水平，所以設(shè)計(jì)時(shí)取得點(diǎn)應(yīng)在MQ和ML兩條直線之間。此時(shí)只要確定齒輪的硬度值，接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim和齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE只和硬度值也就確定了，并且顯示在窗體下面的文本框中。由圖32可知，當(dāng)硬度值為241HBS時(shí)，我們可取接觸疲勞強(qiáng)度極限（σHlimmin）為550Mpa，當(dāng)硬度值為286HBS，取接觸疲勞強(qiáng)度極限（σHlimmax）為608Mpa。則擬合的直線方程為：按照這個(gè)公式計(jì)算，當(dāng)硬度值取280HBS時(shí)，接觸疲勞強(qiáng)度極限為600Mpa，和查圖所得基本相同。部分程序如下： …………………………Private Sub ScrollBar1_Change() = σHlim1 = σHlim1min + ( ) * (σHlim1max σHlim1min) / ( )σFE1 = σFE1min + ( ) * (σFE1max σFE1min) / ( ) = CInt(σHlim1) = CInt(σFE1)End Sub ………………………… 齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)KHN只和材料和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)有關(guān)，如圖33。由圖33可知，當(dāng)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N的值的對(duì)數(shù)均與分布時(shí)，曲線為若干段直線構(gòu)成的折線，此時(shí)可用方程表示，曲線方程的格式為。由圖可知，當(dāng)N100000時(shí)，接觸疲勞強(qiáng)度極限KHN=，當(dāng)100000N2000000時(shí)，圖像是一條經(jīng)過點(diǎn)（100000，）和（2000000，）的直線，將這兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)帶入曲線方程，即可解得參數(shù)a,b的值，a=，b=，此時(shí)得到了當(dāng)N在100000和2000000之間，接觸疲勞強(qiáng)度極限的方程：。對(duì)于對(duì)于1號(hào)線、2號(hào)線和4號(hào)線，也是運(yùn)用了這種方法來求出材料的接觸疲勞強(qiáng)度極限KHN與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之間的方程。圖34 螺旋角影響系數(shù)Yβ由圖34可知，并且可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)β30176。可設(shè)，可帶入（，）和（，）此可以解得參數(shù)值a=，b=1。時(shí)，螺旋角影響系數(shù)Yβ與縱向重合度的方程：。有如下公式可用：(若εβ1，按εβ=1帶入)這個(gè)公式已得到驗(yàn)證，精確度很高，可以使用。時(shí)，區(qū)域系數(shù)ZH的大小與螺旋角β近視呈拋物線關(guān)系。)首先可設(shè)出拋物線的方程為，方程中有三個(gè)未知參數(shù)，需要三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)來求出這些個(gè)參數(shù)。 齒間載荷分配系數(shù)KHα、KFα的程序?qū)崿F(xiàn)方法一對(duì)相互嚙合的斜齒圓柱齒輪，如在嚙合區(qū)中有兩對(duì)（或多對(duì)）齒同時(shí)工作時(shí)，則載荷應(yīng)分配在這兩對(duì)齒（或多對(duì)）齒上。表32 齒間載荷分配系數(shù)KHα、KFαKA其中KHα和KFα分別為按齒間接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的齒間載荷分配系數(shù)和按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的齒間載荷分配系數(shù)。部分程序如下：………………………………If ka * ftt / b 100 ThenIf = 1 ThenIf jingdu = 6 Thenkhα = kfα = ElseIf jingdu = 7 Thenkhα = kfα = ElseIf jingdu = 8 Thenkhα = kfα = ElseIf jingdu = 9 Thenkhα = kfα = End IfElseIf jingdu = 6 Thenkhα = 1kfα = 1ElseIf jingdu = 7 Thenkhα = kfα = ElseIf jingdu = 8 Thenkhα = kfα = ElseIf jingdu = 9 Thenkhα = kfα = End IfEnd IfElsekhα = kfα = End If………………………………、KFβ的程序?qū)崿F(xiàn)方法齒輪的齒向載荷分布系數(shù)Kβ可分為KHβ和KFβ，其中KHβ為按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)用的系數(shù)，而KFβ為按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的所用的系數(shù)。部分程序如下：…………………………If = True And jingdu = 6 Then khβ = + * φd * φd + * bIf = True And jingdu = 7 Then khβ = + * φd * φd + * bIf = True And jingdu = 8 Then khβ = + * φd * φd + * bIf = True And jingdu = 9 Then khβ = + * φd * φd + * bIf = True And (jingdu = 10 Or jingdu = 11 Or jingdu = 12) Then khβ = + * φd * φd + * b…………………………… = True就是代表兩支撐相對(duì)小齒輪做對(duì)稱布置，這段程序?qū)崿F(xiàn)了當(dāng)兩支撐相對(duì)小齒輪做對(duì)稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù)與精度等級(jí)、齒寬系數(shù)、齒輪寬度之間的定量關(guān)系。圖36 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)KFβ由圖36可知，KFβ的取值計(jì)算非常繁瑣，根據(jù)作者查的資料顯示，有如下的經(jīng)驗(yàn)公式可用，將圖標(biāo)成功地轉(zhuǎn)化為方程。部分程序如下：…………………………Dim nn As Singlenn = (φd * z1 / ) ^ 2 / (1 + (φd * z1 / ) + (φd * z1 / ) ^ 2)kfβ = (khβ) ^ nn…………………………4 基于AutoCAD/VBA斜齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程 基于AutoCAD/VBA斜齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的主程序框圖斜齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)根據(jù)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。第二個(gè)窗體是供初始參數(shù)輸入的窗體。第四個(gè)窗體用于選擇大小齒輪的材料和熱處理方式，確定硬度值，從而得到接觸疲勞強(qiáng)度極限和彎曲疲勞強(qiáng)度極限。第六個(gè)窗體根據(jù)以上輸入的參數(shù)經(jīng)過強(qiáng)度計(jì)算得到分度圓直徑和模數(shù)，然后選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，計(jì)算中心距并圓整，根據(jù)圓整的中心距修正螺旋角。第八個(gè)窗體用于輸入關(guān)于畫圖的相關(guān)信息，如選擇圖紙幅面和比例，輸入技術(shù)要求，選擇要繪制的齒輪，然后在Auto CAD界面中繪制零件圖?？梢妶D41。Ka為使用系數(shù)。Kt為載荷系數(shù)，ss2分別代表接觸疲勞強(qiáng)度極限安全系數(shù)和彎曲疲勞強(qiáng)度極限安全系數(shù)。 VBA交互開發(fā)環(huán)境使用Auto CAD/VBA編程和運(yùn)行程序，首先需要運(yùn)行Auto CAD，然后在“工具欄”里找到“宏”，在“宏”里選擇“VBA管理器”，單擊打開VBA管理器，選擇需要操作的dvb格式的文件，加載它，然后單擊“VBA編輯器”即可打開。用戶也可以在VBA IDE中調(diào)試和運(yùn)行工程。圖42 VBA交互開發(fā)環(huán)境界面打開后的VBA IDE編輯環(huán)境如圖所示，該圖中標(biāo)明了工程窗口、菜單和工具欄。雙擊窗體即可看到代碼窗口，在代碼窗口中用戶可編輯程序。啟動(dòng)VBA后，工具箱中會(huì)裝載一些基本控件，下面就來簡(jiǎn)單介紹一些基本的控件：（1）添加標(biāo)簽（Label）控件。設(shè)置屬性窗口的Caption屬性，輸入對(duì)應(yīng)的文字，如“輸入功率”、“傳動(dòng)比”等。文本框控件主要是用于顯示用戶輸入的信息和信息輸出的對(duì)象。（3）添加單選按鈕（OptionButton）控件。它的屬性value=true時(shí)，表明選中了控件代表的項(xiàng)，Value=false時(shí),表明并沒有選中控件所代表的項(xiàng)。初始條件的輸入和選擇過程中，有些變量只要在固定的幾個(gè)內(nèi)容中選擇即可，此時(shí)使用ComboBox控件可輕松實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。Commandbutton控件在程序中主要作為按鈕使用，常見的有“上一步”，“下一步”等。更改窗體的Caption屬性，該窗體的名稱就會(huì)相應(yīng)變化，以便于編程時(shí)能夠清楚地分辨程序運(yùn)行的順序。窗體的正上方添加了一個(gè)Label控件，將它的caption屬性修改為“斜齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)”，告訴用戶本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和用途，然后就是作者和指導(dǎo)教師信息。 初始參數(shù)輸入界面齒輪設(shè)計(jì)需要一些定量作為原始參數(shù)，包括傳動(dòng)功率，轉(zhuǎn)數(shù)，傳動(dòng)比和工作時(shí)間等，見圖44。該窗體中一共有添加了8個(gè)Label控件，6個(gè)TextBox控件和3個(gè)Commandbutton控件。為了方便程序的試運(yùn)行，將窗體中所有的Textbox的Text屬性都設(shè)置了默認(rèn)數(shù)值。圓柱齒輪的齒寬系數(shù)Φd是由兩支撐相對(duì)于小齒輪的裝置狀況決定的，但即使確定了齒輪布置狀態(tài)，也只能得到齒寬系數(shù)的一個(gè)范圍，無法得到確切的一個(gè)數(shù)值，所以用戶只能根據(jù)系統(tǒng)提示，人工選擇齒寬系數(shù)，見圖45。當(dāng)在“原動(dòng)機(jī)”和“載荷狀態(tài)”中各選中一個(gè)狀態(tài)時(shí)，便會(huì)在下面textbox中顯示出對(duì)應(yīng)的使用系數(shù)值。同理，其他情況也是類似的方法，從而確定了使用系數(shù)。當(dāng)選中optionbutton9時(shí)（也就是小齒輪選擇對(duì)稱布置時(shí)），Lable的屬性就會(huì)顯示為“—”，也可以根據(jù)提示選擇輸入齒寬系數(shù)Φd。如果最少?zèng)]有給Φd賦值，也就是textbox中沒有顯示數(shù)值，用戶單擊“下一步”時(shí)，無法進(jìn)入下一個(gè)窗體，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示對(duì)話框。由于齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim和齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE只和硬度值大小有關(guān)系，且基本上一階線性相關(guān)，所以一旦選擇了具體的硬度值大小，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim和齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE也就隨之確定了。圖46 齒輪材料及特性窗體在這個(gè)窗體上有兩個(gè)大的Frame控件，內(nèi)容完全相同，以“小齒輪”為例，里面添加了Combobox控件，里面的內(nèi)容為各種材料和對(duì)應(yīng)的熱處理方式，如“QT5005（?；?，“40Cr（調(diào)制）”等。當(dāng)選擇的材料及熱處理方式是45（調(diào)制后表面淬火）或40Cr（調(diào)制后表面淬火）或20Cr（滲碳后淬火）或20CrMnTi（滲碳后淬火）或12Cr2Ni4（滲碳后淬火）或20Cr2Ni4（滲碳后淬火）時(shí)，硬度值后面的Lable的caption屬性是HRC，如果選擇的是其它的材料及熱處理方式，則caption屬性是HBS。此時(shí)移動(dòng)滾動(dòng)條便會(huì)將所對(duì)應(yīng)的硬度值賦給下面的textbox中，對(duì)應(yīng)的接觸疲勞強(qiáng)度極限和彎曲疲勞強(qiáng)度極限此時(shí)用戶可以定量選擇硬度值。 設(shè)計(jì)初始參數(shù)選擇界面這個(gè)窗體用于輸入一些設(shè)計(jì)原始參數(shù)，包括精度等級(jí)選擇，是否硬化處理，初選螺旋角，初選載荷系數(shù)，輸入接觸疲勞安全系數(shù)和彎曲疲勞安全系數(shù)。本窗體里輸入的螺旋角為角度制，在程序中使用的時(shí)候可根據(jù)需要再轉(zhuǎn)換為弧度制。一旦點(diǎn)擊“下一步”，立即調(diào)用design子程序，根據(jù)前面輸入的參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。見圖47。在窗體的上半部分將設(shè)計(jì)所得到的分度圓直徑d11和法面模數(shù)mn12顯示出來。在窗體中部添加了ComboBox控件，里面的內(nèi)容有第一系列的模數(shù)和第二系列的模數(shù)，優(yōu)先選擇第一系列的。選中模數(shù)的過程也就是Combmbox控件的click事件，這個(gè)事件觸發(fā)了計(jì)算中心距的程序，中心距計(jì)算出來以后顯示在后面的Textbox中。由于中心距已經(jīng)圓整，相應(yīng)的螺旋角也需要進(jìn)行修正，修正后的結(jié)果顯示在對(duì)應(yīng)的Textbox中。 計(jì)算參數(shù)界面在上一個(gè)窗體中已經(jīng)將大小齒輪的各個(gè)尺寸參數(shù)計(jì)算完，并且已經(jīng)通過賦值語句將各個(gè)數(shù)值賦到這個(gè)窗體的各個(gè)Textbox中了，所以一進(jìn)入本窗體，大小齒輪的各個(gè)參數(shù)就能立即顯示出。大小齒輪各自的參數(shù)包括齒數(shù)z，分度圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑，齒寬和旋向，其中計(jì)算這些參數(shù)時(shí)，默認(rèn)為h*an=1,c＊n=。齒輪旋向有左旋和右旋之分，對(duì)于外嚙合的一對(duì)斜齒輪，齒輪的旋向剛好相反。并且當(dāng)小齒輪旋向選擇左旋時(shí)，大齒輪旋向自動(dòng)成為右旋；當(dāng)小齒輪旋向選擇右旋時(shí)，大齒輪旋向自動(dòng)成為左旋。如果用戶沒有選擇齒輪旋向就直接單擊“下一步”，程序無法進(jìn)行到下一個(gè)窗體，并且能夠自動(dòng)報(bào)警，提醒用戶必須選擇齒輪旋向。圖49 計(jì)算參數(shù)窗體 參數(shù)化繪圖界面本窗體的作用就是輸入輪轂尺寸、選擇圖紙、確定比例、輸入技術(shù)要求、填寫標(biāo)題欄內(nèi)容以及選擇需要進(jìn)行繪制的齒輪，然后繪圖。本設(shè)計(jì)繪圖比例默認(rèn)為1：1，用戶也可以自己輸入所需要的比例。標(biāo)題欄里的信息已經(jīng)輸入作者的相關(guān)信息，=Date語句將時(shí)間顯示在對(duì)應(yīng)的文本框里。窗體的右下方用于確定輪轂尺寸，對(duì)于齒輪來說，輪轂直徑一旦確定，輪轂高度和鍵槽寬度也就隨之確定了，所以用戶只要需要輸入輪轂直徑，見圖410。圖411 小齒輪繪圖再畫在A2圖紙畫大齒輪如圖412。 設(shè)計(jì)實(shí)例以上窗體中采用的數(shù)據(jù)均來自參考資料[3]中的一個(gè)例題。已知輸入功率P1=10KW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960KW/min，齒數(shù)比u=，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。而且主要誤差是設(shè)計(jì)過程中的各種參數(shù)的誤差，最終結(jié)果之間誤差很小，可以忽略。設(shè)計(jì)過程中的參數(shù)。2＇5＂14176。雖然齒向載荷分配系數(shù)KHβ擬合的結(jié)果與實(shí)際差距很小，可以忽略，還是會(huì)有一定的誤差存在。導(dǎo)致法面模數(shù)較小的原因是齒向載荷分配系數(shù)KFβ相對(duì)較小，從而導(dǎo)致從而導(dǎo)致載荷系數(shù)K變小，最終結(jié)果就是彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的法面模數(shù)變小。雖然由齒面彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的分度圓直徑相對(duì)較小，但是最終模數(shù)選擇的都是2，所以最終各種齒輪參數(shù)基本相同。結(jié)論本系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的大量手工計(jì)算和查表過程,改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，大大提高了效率，使設(shè)計(jì)更方便、快捷、正確。在AutoCAD界面自動(dòng)繪圖方便、快捷，省去了人工繪圖的繁瑣，效率進(jìn)一步提高。本設(shè)計(jì)最大的不足之處就是在Auto CAD界面自動(dòng)繪圖時(shí)，齒輪零件圖的公差標(biāo)注不全而且不標(biāo)準(zhǔn)。在老師的幫助下，我學(xué)會(huì)了從大量資料中選取所需要知識(shí)的能力，如果沒有老師花費(fèi)大量時(shí)間的指導(dǎo)，我不可能完成此次設(shè)計(jì)，在此特感謝老師的幫