計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)范文
本站小編為你精心準(zhǔn)備了計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
論文關(guān)鍵詞:齒輪精度幾何參數(shù)計算機輔助軟件
論文摘要：齒輪是機器、儀器中使用最多的傳動零件，尤其是漸開線圓柱齒輪的應(yīng)用更為廣泛。齒輪是一個較復(fù)雜的幾何體，對單個齒輪的齒廓加工誤差國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了17種控制參數(shù)，根據(jù)齒輪使用要求的不同，對以上17個參數(shù)控制的要求也不同。如何確定齒輪的精度等級以及依據(jù)其精度等級確定相關(guān)控制參數(shù)的公差值，是齒輪設(shè)計的關(guān)鍵所在。
傳統(tǒng)的設(shè)計方法是依據(jù)經(jīng)驗用類比法，結(jié)合查表及大量繁雜的公式計算，這樣的方法一是工作量大，二是不可能對各參數(shù)進行優(yōu)化及篩選，很難保證齒輪精度設(shè)計的合理性。因此，借用了輔助軟件對齒輪的幾何參數(shù)進行計算后，對齒輪精度的設(shè)計及其相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算機處理，使齒輪的精度設(shè)計達到快速、準(zhǔn)確、合理，齒輪設(shè)計起來就沒那么費時和吃力了。
引言
現(xiàn)行的機械行業(yè)中在齒輪設(shè)計的過程里，非常缺乏對幾何參數(shù)計算的比較統(tǒng)一的軟件，很多時候只是采用手工計算、取大概的數(shù)值，對于一些比較復(fù)雜的齒輪來說，制造出來的齒輪存在誤差較大。傳統(tǒng)的設(shè)計方法是依據(jù)經(jīng)驗用類比法，結(jié)合查表及大量繁雜的公式計算，這樣的方法一是工作量大，二是不可能對各參數(shù)進行優(yōu)化及篩選，很難保證齒輪精度設(shè)計的合理性。因此，借用了輔助軟件對其進行計算后，對齒輪精度的設(shè)計及其相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算機處理，使齒輪的精度設(shè)計達到快速、準(zhǔn)確、合理，齒輪設(shè)計起來就沒那么費時和吃力了。我國現(xiàn)有（1）GB/T10095。1-2001漸開線圓柱齒輪精度第一部分：輪齒等效ISO1328-1。（2）GB/T10095。2-2001漸開線圓柱齒輪精度第二部分：徑向綜合等效ISO1328-2。
1.漸開線圓柱齒輪幾何參數(shù)計算相關(guān)研究綜述
1.1漸開線圓柱齒輪國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
1.1.1齒輪的簡介
標(biāo)準(zhǔn)齒輪的結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖如圖1。
圖1齒輪構(gòu)造圖
齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓和分度圓。
輪齒簡稱齒，是齒輪上每一個用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運轉(zhuǎn)；基圓是形成漸開線的發(fā)生線作純滾動的圓；分度圓，是在端面內(nèi)計算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。
漸開線齒輪比較容易制造，且傳動平穩(wěn)，傳遞速度穩(wěn)定，傳動比準(zhǔn)確，漸開線圓柱齒輪是機械傳動量大而廣的基礎(chǔ)零部件，廣泛在汽車、拖拉機、機床、電力、冶金、礦山、工程、起重運輸、船舶、機車、農(nóng)機、輕工、建工、建材和軍工等領(lǐng)域中應(yīng)用。因此現(xiàn)代使用的齒輪中，漸開線齒輪占絕多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較小。
1.1.2研究現(xiàn)狀
我國1960年以前沒有圓柱齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)，直接應(yīng)用蘇聯(lián)TOCT1643—46標(biāo)準(zhǔn)，1958年起原第一機械工業(yè)部組織力量著手研究，經(jīng)過分析、研究和驗證蘇聯(lián)TOCT1643—56標(biāo)準(zhǔn)，制訂和頒布JB179—60《圓柱齒輪傳動公差》機械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)。對當(dāng)時機械工業(yè)的發(fā)展起到積極推動作用，很快達到世界五十年代水平，在七十年代末國家機械工業(yè)改革開放，要求迅速趕上世界齒輪發(fā)展步伐，機械工業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)下決心，直接以ISO1328—1975國際基礎(chǔ)修訂JB179—60標(biāo)準(zhǔn)，以等效采用ISO1328—1975標(biāo)準(zhǔn)，頒布JB179—81和JB179—83漸開線圓柱齒輪精度機械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)，大力進行宣貫，促進圓柱齒輪精度質(zhì)量明顯的提高。同時帶動國內(nèi)齒輪機床、刀具和量儀的發(fā)展，于1998年由技術(shù)監(jiān)督局頒布為GB10095—88漸開線圓柱齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)。我國在改革開放，發(fā)展經(jīng)濟的政策指示下，大量引進德國、日本等西方工業(yè)發(fā)達國家的工業(yè)機械產(chǎn)品，而配件需要國產(chǎn)化，JB179—83和GB10095—88標(biāo)準(zhǔn)已不相適應(yīng)，一方面鼓勵直接采用德國、日本和美國標(biāo)準(zhǔn)，另一方面以宣貫行政文件形式進行補充。提出齒距偏差、齒距累計誤差、齒向誤差四個為必檢項目評定齒輪精度等級。宣貫中發(fā)現(xiàn)達到齒形誤差精度最難。其齒形的齒端部規(guī)定不夠合理，齒形精度達到要求但齒距精度尚有一定的富余而不相協(xié)調(diào)。部分先進企業(yè)總結(jié)國內(nèi)外技術(shù)經(jīng)驗，采取積極的技術(shù)措施，生產(chǎn)出與世界水平相當(dāng)?shù)凝X輪產(chǎn)品。以上這些與ISO1328-1997標(biāo)準(zhǔn)相對照，在很多關(guān)鍵地方是不謀而合。當(dāng)前我國在重大機械裝備中所需漸開線齒輪都可以國產(chǎn)化。現(xiàn)行GB10095—88漸開線圓柱齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)是等效采用ISO1328—1975國際標(biāo)準(zhǔn)的，現(xiàn)在國際上已將ISO1328—1975標(biāo)準(zhǔn)作廢由ISO1328-1997標(biāo)準(zhǔn)代替。1997年由國家技術(shù)監(jiān)督局下任務(wù)對GB10095—88標(biāo)準(zhǔn)進行修訂，經(jīng)過對ISO1328-1997標(biāo)準(zhǔn)翻譯、消化和征求各方面意見，絕大多數(shù)認(rèn)為我國齒輪產(chǎn)品應(yīng)與國際接軌，促進國際和國內(nèi)齒輪產(chǎn)品的貿(mào)易，發(fā)展齒輪生產(chǎn)。修訂GB10095—88國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)等同采用ISO1328-1997國際標(biāo)準(zhǔn)。
目前國家技術(shù)監(jiān)督局和國家機械工業(yè)局鼓勵要求技術(shù)進步迫切和有條件的齒輪制造企業(yè)，直接采用ISO1328-1997國際標(biāo)準(zhǔn)作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)齒輪先行一步，深入、充分發(fā)揮ISO1328-1997國際標(biāo)準(zhǔn)作用，為本企業(yè)真正提高齒輪性能質(zhì)量、降低制造成本提高經(jīng)濟效益，走入國際市場
。
我國現(xiàn)有（1）GB/T10095。1-2001漸開線圓柱齒輪精度第一部分：輪齒等效ISO1328-1。（2）GB/T10095。2-2001漸開線圓柱齒輪精度第二部分：徑向綜合等效ISO1328-2。
1.2課題研究的意義
齒輪是機器、儀器中使用最多的傳動零件，尤其是漸開線圓柱齒輪的應(yīng)用更為廣泛。齒輪是一個較復(fù)雜的幾何體，對單個齒輪的齒廓加工誤差國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了17種控制參數(shù)，根據(jù)齒輪使用要求的不同，對以上17個參數(shù)控制的要求也不同。如何確定齒輪的精度等級以及依據(jù)其精度等級確定相關(guān)控制參數(shù)的公差值，是齒輪設(shè)計的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的設(shè)計方法是依據(jù)經(jīng)驗用類比法，結(jié)合查表及大量繁雜的公式計算，這樣的方法一是工作量大，二是不可能對各參數(shù)進行優(yōu)化及篩選，很難保證齒輪精度設(shè)計的合理性。因此，借用了輔助軟件對其進行計算后，對齒輪精度的設(shè)計及其相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算機處理，使齒輪的精度設(shè)計達到快速、準(zhǔn)確、合理，齒輪設(shè)計起來就沒那么費時和吃力了。
1.3設(shè)計的研究思路與研究的重點
本設(shè)計的研究重點是漸開線圓柱齒輪傳動設(shè)計的計算。研究外嚙合齒輪和內(nèi)嚙合齒輪傳動的主要幾何參數(shù)計算、齒輪齒厚計算、精度計算和強度計算，幫助實現(xiàn)齒輪的合理設(shè)計。
2.漸開線圓柱齒輪幾何參數(shù)計算的輔助軟件的主要研究內(nèi)容
2.1齒輪傳動設(shè)計步驟
齒輪傳動設(shè)計步驟：
1、簡化設(shè)計：根據(jù)齒輪傳動的齒數(shù)、嚙合角和模數(shù)等，確定中心距等主要參數(shù)。
2、幾何設(shè)計計算：設(shè)計和計算齒輪的基本參數(shù)，并進行幾何尺寸計算。如：計算分度圓直徑、齒高、齒頂高、齒根高、基圓直徑等。
3、齒厚測量尺寸計算：根據(jù)上步的計算結(jié)果和已知參數(shù)，計算齒輪的齒厚參數(shù)。如：固定弦齒厚、固定弦齒高等參數(shù)。
4、精度計算：計算出齒輪的精度測量參數(shù)，如：各級精度等級、齒厚上/下偏差、側(cè)隙公差、最小/大極限側(cè)隙等。
5、強度校核：在基本參數(shù)確定后，進行精確的齒面接觸強度和齒根彎曲強度校核。分別將計算出的接觸/彎曲強度允許傳遞功率與已知功率相比較，如果都大于實際功率，則所設(shè)計的齒輪強度過關(guān)。
6、如果校核不滿足強度要求，可以返回2)，修改參數(shù)，重新計算。課題研究的主要內(nèi)容就是設(shè)計一個進行齒輪設(shè)計的計算軟件，現(xiàn)在課題是幾何尺寸計算，主要應(yīng)集中在此，精度只是其中一部分。在設(shè)計漸開線圓柱齒輪時會計算出其齒數(shù)、齒形和齒高等。
2.2漸開線圓柱齒輪幾何參數(shù)2.2.1外嚙合標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算
外嚙合標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動參數(shù)計算如表1。
表1外嚙合標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動參數(shù)
名稱
符號
直齒輪
螺旋齒輪
原始參數(shù)
基準(zhǔn)齒形
齒形角
α=20°
tgαt=tgα/cosβ
齒頂高系數(shù)
ha*=1
hat*=ha*cosβ=cosβ
徑向間隙系數(shù)
C*=0.25
Ct*=C*cosβ=0.25cosβ
齒根圓角半徑系數(shù)
γ*=0.38
γt*=γ*cosβ=0.38cosβ
模數(shù)
m由強度計算或結(jié)構(gòu)設(shè)計確定，一般傳遞動力的齒輪m>=1
mt=m/cosβ
齒數(shù)
Z
設(shè)計時選定
設(shè)計時選定
分度圓螺旋角
β
β=0°
β按推薦值或按中心距條件確定
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
中心距
a
a=m/2(Z1+Z2)
=1/2(d1+d2)
a=m/2cosβ(Z1+Z2)
=1/2(d1+d2)
一般希望a為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值或圓整的數(shù)值
分度圓直徑
d
d=mZ
d=mZ/cosβ
名稱
符號
直齒輪
螺旋齒輪
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
齒頂高
ha
ha=ha*m
齒頂圓直徑
da
da=d+2ha=(Z+2)m
da=d+2ha=(Z/cosβ+2)m
齒根高
hf
hf=(ha*+C*)m=1.25m
齒根圓直徑
df
df=d-2ht
=(Z-2.5)m
df=d-2ht
=(Z/cosβ-2.5)m
齒高
h
h=ha+hf
基圓直徑
db
db=dcosα
db=dcosαt
2.2.2外嚙合高度變位齒輪傳動的幾何尺寸計算
外嚙合高度變位齒輪傳動的參數(shù)計算如表2。
表2外嚙合高度變位齒輪傳動的參數(shù)
項目名稱
符號
原始參數(shù)
齒數(shù)
小輪
Z1
大輪
Z2
模數(shù)
m
螺旋角
β
基準(zhǔn)齒形
齒形角
α
齒頂高系數(shù)
ha*
徑向間隙系數(shù)
c*
齒根圓半徑系數(shù)
r*
變位系數(shù)
小輪
x1
大輪
x2
切齒方法
小輪及大輪均用滾刀切制
齒寬
小輪
b1
大輪
b2
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
項目名稱
符號
計算公式
中心距
a
a=(Z1+Z2)m/2cosβ
端面齒形角
αt
tgαt=tgα/cosβ
分度圓直徑
d
d=mZ/cosβ
齒頂高
ha
ha=m(ha*+x)
齒高
h
h=m(2ha*+c*)
齒根高
hf
hf=h-ha=m(ha*+c*-x)
齒頂圓直徑
da
da=d+2ha
齒根圓直徑
df
df=d-2hf
基圓直徑
db
db=dcosαt
基圓螺旋角
βb
sinβb=sinβcosα
法面分度圓齒厚
sn
sn=(0.5π+2xtgα)m
齒厚測量尺寸的計算(mm)
固定弦齒厚
s(_)c
s(_)c=(0.5πcos2α+xsin2α)m或
s(_)c=s(_)c*m(s(_)c*可查表)
固定弦齒高
h(_)c
h(_)c=0.5(da-d-s(_)ctgα)或
h(_)c=0.5(da-d)-h(_)△*m(h(_)△*可查表)
斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)
Zn
Zn=Zn/cos3β
分度圓弦齒厚
s(_)
s(_)=Zsin△/cosβ*m,式中
△=(π/2Z+2xtgα/z)*cos3β
分度圓弦齒高
h(_)a
h(_)a=0.5[da-(cos△-sin2β)
/cos2β*d]
2.2.3內(nèi)嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的幾何尺寸計算
內(nèi)嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的參數(shù)計算如表3。
表3內(nèi)嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的參數(shù)
項目名稱
符號
原始參數(shù)
齒數(shù)
小輪
Z1
內(nèi)齒輪
Z2
模數(shù)
m
基準(zhǔn)齒形
齒形角
α
齒頂高系數(shù)
ha*
徑向間隙系數(shù)
c*
齒根圓半徑系數(shù)
r*
插齒刀
齒數(shù)
Z02
齒頂圓直徑
da02
齒頂高系數(shù)
ha02*
切齒方法
小輪及大輪均用滾刀切制
齒寬
小輪
b1
大輪
b2
工作齒寬
bw
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
項目名稱
符號
計算公式
中心距
a
a=(Z2-Z1)m/2
分度圓直徑
小輪
d1=mZ1
大輪
d2=mZ2
插齒刀變位系數(shù)
X02
X02=da02/2m-(Z02+2ha02*)/2
內(nèi)齒輪與插齒刀嚙合角
invαw02
invαw02=2(x2-x02)tgα/(Z2-Z02)+invα
內(nèi)齒輪與插齒刀中心距
aw02
aw02=(Z2-Z02)mcosα/2cosaw02
中心距分離系數(shù)
y02
y02=aw02/m-(Z2-Z02)/2
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
項目名稱
符號
計算公式
齒高
h1
h1=0.5(da1-df1)
h2
h2=0.5(df2-da2)
齒根高
hf
hf=h-ha=m(ha*+c*-x)
齒頂圓直徑
da1
da1=d1+2(ha*-Δy02)m
da2
da2=d2-2(ha*-k2)m
齒根圓直徑
df1
df1=d1-2(ha*+c*)m
df2
df2=2aw02+da02
齒厚測量尺寸的計算(mm)
固定弦齒厚
s(_)c
s(_)c=0.5πmcos2α或
s(_)c=s(_)c*m(s(_)c*可查表)
固定弦齒高
h(_)c
h(_)c=0.5(da-d-s(_)ctgα)或
h(_)c=0.5(da-d)-h(_)△*m(h(_)△*可查表)
分度圓弦齒厚
s(_)
s(_)=Zsin△/cosβ*m,式中
△=(π/2Z+2xtgα/z)*cos3β
分度圓弦齒高
h(_)a
h(_)a=0.5[da-(cos△-sin2β)
/cos2β*d]
2.2.4內(nèi)嚙合高度變位齒輪傳動的幾何尺寸計算
內(nèi)嚙合高度變位齒輪傳動的參數(shù)計算如表4。
表4內(nèi)嚙合高度變位齒輪傳動的參數(shù)
項目名稱
符號
原始參數(shù)
齒數(shù)
小輪
Z1
大輪
Z2
項目名稱
符號
原始參數(shù)
模數(shù)
m
螺旋角
β
基準(zhǔn)齒形
齒形角
α
齒頂高系數(shù)
ha*
徑向間隙系數(shù)
c*
齒根圓半徑系數(shù)
r*
斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)
Zn
Zn=Z/cos3β
變位系數(shù)
小輪
x1
大輪
x2
切齒方法
小輪及大輪均用滾刀切制
插齒刀
齒數(shù)
Z02
分度圓直徑
d02
齒頂圓直徑
da02
齒頂高系數(shù)
ha02*
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
項目名稱
符號
計算公式
中心距
a
a=(Z1+Z2)m/2cosβ
端面齒形角
αt
tgαtw=tgα/cosβ
分度圓直徑
d
d=mZ/cosβ
齒數(shù)比
u
u=Z2/Z1
齒頂高
ha
ha=m(ha*+x)
齒高
h
h=m(2ha*+c*)
齒根高
hf
hf=h-ha=m(ha*+c*-x)
齒頂圓直徑
da
da=d+2ha
齒根圓直徑
df
df=d-2hf
主要幾何參數(shù)的計算（mm）
項目名稱
符號
計算公式
基圓直徑
db
db=dcosαt
基圓螺旋角
βb
sinβb=sinβcosα
法面分度圓齒厚
sn
sn=(0.5π+2xtgα)m
齒厚測量尺寸的計算(mm)
固定弦齒厚
s(_)c
s(_)c=(0.5πcos2α+xsin2α)m或
s(_)c=s(_)c*m(s(_)c*可查表)
固定弦齒高
h(_)c
h(_)c=0.5(da-d-s(_)ctgα)或
h(_)c=0.5(da-d)-h(_)△*m(h(_)△*可查表)
斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)
Zn
Zn=Zn/cos3β
分度圓弦齒厚
s(_)
s(_)=Zsin△/cosβ*m,式中
△=(π/2Z+2xtgα/z)*cos3β
分度圓弦齒高
h(_)a
h(_)a=0.5[da-(cos△-sin2β)
/cos2β*d]
2.3本課題研究目標(biāo)
計算出漸開線齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、齒形、齒高、變位、基準(zhǔn)齒形和參數(shù)（GB/T1356-1988）、模數(shù)系列（GB/T1357-1987）、傳動類型和基本參數(shù)、變位系數(shù)的選擇、漸開線圓柱齒輪的齒厚測量計算、精度選擇和強度計算。
本課題研究的幾何尺寸計算的適用范圍包括：
1、標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪（直，螺旋）
2、外嚙合(高度變位)圓柱齒輪（直，螺旋）
3、內(nèi)嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪（直齒）
4、內(nèi)嚙合(高度變位)圓柱齒輪(直，螺旋)
3.軟件的具體實現(xiàn)3.1系統(tǒng)實現(xiàn)的環(huán)境
本設(shè)計軟件使用C#語言開發(fā)，開發(fā)平臺為VS2005軟件，運行環(huán)境是WindowsXP
3.2軟件的總流程圖
圖2程序總流程圖
3.3軟件實現(xiàn)的主界面
圖3計算外嚙合齒輪副時的界面
圖4計算外嚙合齒輪副時的界面
圖5精度計算時的運行界面
3.4實現(xiàn)的部分代碼3.4.1實現(xiàn)的主要功能
1、外嚙合齒輪幾何參數(shù)和齒厚計算的功能模塊
privatevoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse)//外嚙合計算
{
if(tBoxα.Text!="20")//判斷輸入是否為標(biāo)準(zhǔn)輸入
str="請輸入標(biāo)準(zhǔn)齒形角α！\n";
elseif(Convert.ToInt32(tBoxβ.Text)<0||Convert.ToInt32(tBoxβ.Text)>45)
str+="請選擇合理的螺旋角β！\n";
elseif(Convert.ToInt32(tBoxha.Text)!=1)
str+="請選擇合理的齒頂高系數(shù)！\n";
elseif(Convert.ToDouble(tBoxc.Text)!=0.25)
str+="徑向間隙系數(shù)選擇不正確，請重新填寫！\n";
elseif(Convert.ToDouble(tBoxr.Text)!=0.38)
str+="齒根圓角半徑系數(shù)選擇不夠準(zhǔn)確！\n";
elseif(Convert.ToDouble(Convert.ToInt32(Convert.ToDouble(tBoxZ1.Text)))!=Convert.ToDouble(tBoxZ1.Text)||Convert.ToDouble(Convert.ToInt32(Convert.ToDouble(tBoxZ2.Text)))!=Convert.ToDouble(tBoxZ2.Text))
str+="齒數(shù)請輸入為整數(shù)！\n";
else//分別把輸入的值賦給各變量
{
α1=Convert.ToInt32(tBoxα.Text);
β1=Convert.ToDouble(tBoxβ.Text);
α2=Math.PI*α1/180;
β2=Math.PI*β1/180;
n=Math.Cos(β2);
u=1;
m=Convert.ToDouble(tBoxm.Text);
ha=Convert.ToInt32(tBoxha.Text);
hat=ha*n;
c=Convert.ToDouble(tBoxc.Text);
ct=c*n;
r=Convert.ToDouble(tBoxr.Text);
rt=r*n;
if(tBoxpa_s.Enabled)//標(biāo)準(zhǔn)齒輪幾何參數(shù)計算
{
Z0=Convert.ToInt32(tBoxZ1.Text);
ha01=ha*m;
hf0=1.25*m;
h0=ha01+hf0;
if(tBoxβ.Text!="0")
{
a0=Z0*m/n;
d0=m*Z0/n;
}
else
{
a0=Z0*m;
d0=m*Z0;
}
a=a0;
da0=d0+2*ha01;
df0=d0-2*hf0;
db0=d0+Math.Cos(α2);
pa=Math.PI*m*Math.Cos(α2);
//標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒厚計算
sc0=0.5*Math.PI*m*Math.Cos(α2)*Math.Cos(α2);
hc0=ha01-Math.PI*m*Math.Sin(2*α2)/8;
invαt=Math.Tan(α2)-α2;
if(tBoxβ.Text!="0")
{
s0=m*Z0*Math.Sin(Math.PI*n*n*n/(2*Z0))/(n*n*n);
ha02=0.5*da0-(0.5*m*Z0/(n*n*n))*(Math.Cos(Math.PI*n*n*n/(2*Z0))-Math.Sin(β2)*Math.Sin(β2));
k0=(α1/180)*Z0+1;
W0=(Math.PI*(k0-0.5)+Z0*invαt)*m*Math.Cos(α2);
}
else
{
s0=m*Z0*Math.Sin(Math.PI/(2*Z0));
ha02=0.5*da0-0.5*m*Z0*Math.Cos(Math.PI/(2*Z0));
k0=(α1/180)*Z0+1;
W0=(Math.PI*(k0-0.5)+Z0*invαt)*m*Math.Cos(α2);
}
}
計算外嚙合和內(nèi)嚙合各種齒輪，原理基本一樣，重點注意的是取值的精確度問題，以及弄清各參數(shù)之間的關(guān)系，以便于計算，避免數(shù)值的混淆。
2、確定部分重要精度參數(shù)的取值函數(shù)
publicstaticintfpb_value(doublex,doubley,stringz)//基節(jié)極限偏差fpb取值
{…}
publicstaticintFβ_value(intx,stringy)//齒向公差Fβ取值
{…}
publicstaticdoublefa_value(doublex,stringy)//中心距極限偏差fa取值
{…}
publicstaticintfpt_value(doublex,doubley,stringz)//齒距極限偏差fpb取值
{…}
publicstaticintFr_value(doublex,doubley,stringz)//齒圈徑向跳動公差Fr取值
{…}
publicstaticdoublebr_value(stringx,doubled)//切齒徑向進刀公差br取值
{…}
publicstaticcharcode_value(doublex)//偏差代號
{…}
3.4.2軟件實現(xiàn)和傳統(tǒng)人工計算的比較
對齒輪進行設(shè)計時，傳統(tǒng)的人工計算具有很大的局限性，下面就列舉兩個比較突出的例子進行比較說明。
1、在計算幾何參數(shù)時，已知參數(shù)invα且invα=tanα-α,要番過來求α的值，此設(shè)計中我使用的二分法查找的思想來求解（代碼如下），其中取值的精度精確到了10-8。如果如此龐大的計算量進行人工計算，工作量可想而知，而且有存在很大的誤差甚至是錯誤的可能，但借用了此計算機輔助軟件，立刻就可以得到滿意的答案。
privatedoubleinv(doublex)
{
doublef=0,r=Math.PI/2,b,fun;//設(shè)置變量f,r,b,fun
b=Math.PI/4;//因為0<α<(π/2),所以取第一個二分時b=π/4
fun=Math.Tan(b)-b;//求出當(dāng)b=π/4時fun的值
while(Math.Abs(fun-x)>0.00000001)//當(dāng)誤差小于10-8時跳出循環(huán)
{
if(fun-x>0)//若fun大于x，取中間值的左邊區(qū)間進行循環(huán)
{
r=b;
b=(f+r)/2;//取新區(qū)間的中值
fun=Math.Tan(b)-b;
}
elseif(fun-x<0)//若fun小于x，取中間值的右邊區(qū)
{間進行循環(huán)
f=b;
b=(f+r)/2;//取新區(qū)間的中值
fun=Math.Tan(b)-b;
}
else//若fun與x的值相等，跳出循環(huán)
break;
}
return(b);
}
求解過程流程圖如下圖圖6。
圖6用二分法求解過程流程圖
2、求內(nèi)嚙合高度變位齒輪的齒厚尺寸的大輪固定弦齒高和分度圓弦齒高時，公式如下：
1）固定弦齒高：
hc2=0.5*(d2-da2-sc2*Math.Tan(α2))+0.5*da2*(1-Math.Cos(δa2));
其中,有需要計算參數(shù)δa2：
δa2=Math.PI/(2*Z2)-invαt-2*Math.Tan(α2)*x2/Z2+invαa2;
2）分度圓弦齒高：
ha2L=0.5*d2*(Math.Cos(delta)-Math.Sin(β2)*Math.Sin(β2))/(n*n)-0.5*da2+0.5*da2*(1-Math.Cos(δa2));
其中，又需要計算參數(shù)delta：
delta=(Math.PI/(2*Z1)+2*x1*Math.Tan(α2)/Z1)*n*n*n;
如此繁雜、工作量大的計算量，進行人工計算同時也是件很苦難、很難實現(xiàn)的事情。
4.結(jié)論
正由于在產(chǎn)品的設(shè)計過程中齒輪幾何參數(shù)的選擇是影響產(chǎn)品具有良好的嚙合和節(jié)能低耗效果的重要因素，如果齒輪在設(shè)計時參數(shù)的選擇不夠精確，只是采用人工憑經(jīng)驗的估算（而且有存在計算錯誤的風(fēng)險），將直接影響所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，有損企業(yè)的發(fā)展。借助計算機輔助軟件，就可以很大程度上減低了這方面的成本和風(fēng)險。在加工齒輪時，技術(shù)人員經(jīng)常要進行各種齒輪幾何及嚙合參數(shù)的計算。傳統(tǒng)方法用手工、計算器及查表計算、速度慢、精度低,即使是價格較貴的可編程計算器也遠不能滿足高精度復(fù)雜計算的要求。而市場上用于齒輪計算的軟件都較貴,且不適合部分中小企業(yè)的設(shè)計需要。為此，設(shè)計了此漸開線圓柱齒輪的幾何參數(shù)計算的計算機輔助軟件。
參考文獻
①江耕華，胡來瑢，陳啟松等.機械傳動設(shè)計手冊（上冊）[M].北京：煤炭工業(yè)出版社,1982.
②齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)宣貫工作組.齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南[M].北京：兵器工業(yè)出版社，1990.
③北京業(yè)余機械學(xué)院工人班集體.齒輪原理與制造[M].北京：科學(xué)出版社，1971.
④馬駿.C#網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程基礎(chǔ)[M].北京：人民郵電出版社，2008.
,,⑤羅斌.VisualC#.NET精彩編程實例集錦[M].北京：中國水利水電出版社，2005.
⑥明日科技.C#開發(fā)經(jīng)驗技巧寶典[M].北京：人民郵電出版社，2008.
