本文系全自动[GAD]齿轮设计软件之内容,限于篇幅,未包含功率部份, 符合ISO.9085 渐开线园柱齿轮标准。 _6ax{:/Q
Uf]Pd)D
河海大学常州校区 胡瑞生 2009. 10 . 18 23n8,} H,
EV7+u0uN&Q
OAnn`*5Up
[post]--------------------------------------------------------------- )i6U$,]
本程序适用于: 速比 u < 4, 求取最大功率, 而且 ;Q,).@<C
一般不发生切削干涉与啮合干涉。 VV}fW"_ND
当速比 2 > u > 4 尚需作局部修正 g7Q*KA+
-------------------------------------------------------------- "y
,(9 _#
己知: 产品的工作条件: 中心距 [A`] , 速比 [u] :;#}9g9
步骤00 1 起步假设 [Z1齿 经验值] hr}R,BR|
if ( u <=1.25 )Z1 =41.0 ^CZ|ci6bX
if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) Z1 = 37.0 -{ amzyvLE
if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) Z1 = 33.0 mBgx17K/-_
if ( u >1.75.and. u <=2.00 ) Z1 = 28.0 *1$~CC7
if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) Z1 = 25.0 b%~3+c
if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) Z1 = 23.0 ^5@"|m1
if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) Z1 = 21.0 !VZCM{
if ( u >3.50 .and. u <=4.00)Z1 = 19.0 N4]6LA 6x6
if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) Z1 = 18.0 H><mcah
if ( u >4.50 .and. u <=5.00) Z1 = 17.0 PQ #-. K
if ( u >5.00 .and. u <5.50 )Z1 = 16.0 Hr,lA(
if ( u >5.50 .and. u <6.00 )Z1 = 15.0 E#V-F- @2
if ( u >6.00 ) Z1 = 14.0 yURh4@
Z1 = Z1 d= OO(sf
Z2 = int ( Z1 * u +0.50 ) 取整数 8RT0&[
u = Z2/ Z1 OsSiBb,W79
齿 数 比[ u] ≡ u Pg8=
步骤002起步假设螺旋角 [ β 经验值 ] T^H ) lC#R
if ( u <=1.25 )β= 24.0 o?hw2-mH
if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) β= 22.0 G.E~&{5xQ
if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) β= 20.0 ~4X!8b_
if ( u >1.75. and. u <=2.00 ) β= 18.0 4J y,IKPp
if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) .β= 16.0 NeZYchR
if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) β= 14.0 }~,cCtg:o
if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) β= 12.0 $mg h.3z0
if ( u >3.50 .and. u <=4.00) β= 11.0 z)y(31K<1
if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) .β= 10.0 9d (v^T
if ( u >4.50 .and. u <=5.00) β= 10.0 `TR9GWU+B
if ( u >5.00 .and. u <5.50 )β= 9.0 ZZJ"Ny.2
if ( u >5.50 .and. u <6.00 )β= 7.0 ..{^"`F Q
if ( u >6.00 ) β= 6.0 .0;k|&eBD
β= bff f2e$BA
jtt = Atan ( tand (20) /Cos( bff) ) m<LzB_ G\
压力角 [初值][αt] = jtt g Y^TBR0?m
步骤003 导出 [Axi] 几何性能综合参数概念 hfa_M[#Q-
令 [Axi] ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Cos(α`) ] WG= r? xE
此系数综合包含螺旋角. 压力角. 啮合角因子, 意义很重要 @ y2Bq['
中心距 [A`] ≡ Mn *Z1 *(1+u) *Axi eOO*gM =
常规采用 [V+] 变位体制齿轮 [V-变位制不利于强度] W jxBNk'f
Axi* Cos(β)≥ 0.5; Axi ≥ 0.5 / Cos(β) L#MxB|fcr
β= 5, Axi≥ 0.5019 β=10, Axi≥ 0.5077 g#nsA(_L
β=15, Axi≥ 0.5176 β=20, Axi≥ 0.5320 zw: b7B]
β=22, Axi≥ 0.5392 β=24, Axi≥ 0.5473 Kyiez]T6%q
故 [Axi]max = 0 .5473, [Axi]min = 0.5019 )
G&3V
步骤004 计算 模 数 >d[vHyA~!D
[Mn]min ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5473 ) zQ^[=siZ}
[Mn]max ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5019 ) 0~5}F^8[L
将模 数化为标 准 值 [Mn]≡,Mn *jSc&{s~
[Mn]≡Mn, call Xg (ch,Mn ) 询问满意否 ? S5 vMP
N
可人工回答, 如不满意, 可输入新值 2>$L>2$
步骤1000 计算啮合角, 先检验以下算式中有否 [Acos]> 1之情况 (: k`wh&
Mn*Z1*(1+i) /[2*A`] ≡ tan (20)* Cos(α`)/ Sin(αt) (&x\,19U$
令 yyy = 0.5* Mn *Z1*(1.0+ u ) / A` 0`zq*OQ
Cos(α`) ≡ yyy * Sin(αt ) / tan (20) |L-juT X9
tan (αt) ≡ tan (20) / Cos(β) j'b4Sb s-f
aaa = yyy * Sin(jtt) / tand (20) 6>7LFV1tvy
[Acos] = aaa -mdPqVIJn:
步骤011 计算啮合角 R.$Y1= U6
if (aaa >1.0 ) then e%7P$.
bff = bff -1.0修正 [β`] = bff :iiTz$yk
jtt = Atan( tand (20 ) / Cos(bff) ) 32' 9Ch.
goto 步骤 011 end if G2k71{jK
jpt = ACos ( aaa ) QZP;k!"w
步骤1200检验啮合角. 螺旋角.值之范畴是否合理 ? \:28z
if ( jpt >20 .and .jpt <= 27 ) then td$Jx}'A
go to步骤013 end if go to步骤014 u3!!_~6,z
步骤013if ( bff >5.0. and. bff<= 24 ) then !-Q!/?
go to步骤1800 end if go to步骤16 U^ S:2
步骤014 if ( jpt < 20 ) then c=E.-
bff = bff - 1.0 修正[β`]= bff 2xm?,p`
jtt = Atan ( tand (20) / Cos(bff) ) I#e *,#'S
goto 步骤1000 end if gvt 4'kp
步骤015 If ( jpt >27 ) then $
$+z^%'_
bff = bff +1.0修正 [β`] = bff @&>
+`kgU-
jtt = Atan( tand (20)/Cos(bff) ) e.h:9` "*
goto 步骤1000 end if nXW1 :
步骤016 if ( bff < 5.0 ) then *Y?]="8c#;
Z1= Z1- 1.0 u = Z2/Z1 lK@r?w|<M
go to步骤1000 end if sTY l' Ieg
步骤017 if ( bff > 24 ) then hZG{"O!2 s
Z1 = Z1+ 1.0 u = Z2/Z1 2M`Ni&v
go to步骤1000 end if Z)~4)71Y:
步骤1800 检验中心距系数 >qZRIDE5$
Axo = A` / ( Mn *Z1 *(1.0 + u ) ) j
KK48 S
中心距系数 [初值][Ax]o ≌ Axo wpmtv3 2 5
[Axi] = Cos( jtt ) / ( 2.0 *Cos( bff ) *Cos(jpt ) ) K|!)<6ZsG7
修正中心距系数值 [Axi] ≡ Axi RH'R6
步骤020 if (Axi > 0.5019. and. Axi <= 0.576 ) then N.r B-
go to步骤23 end if sNTfRPC
步骤021 if ( Axi >0.576 ) then 1 crjRbi
Z1= Z1+1.0u = Z2/Z1 $nN$"
go to步骤1000 endif "fwuvT
1
步骤022if ( Axi < 0.502 ) then pc>R|~J{2
Z1= Z1-1.0u = Z2/Z1 =^}2 /vA
go to步骤1000 end if ?RyvM_(N6
步骤023Cos(α`) ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Axi] ymqhI\>y#
令qqq = Cos( jtt ) / ( 2 .0 *Cos ( bff) *Axi ) {)xrg sB
jpt = ACos( qqq ) _en 8hi@Z
步骤024if ( jpt >20.0. and. jpt <= 27.0 ) then \NRRN eu|
go to步骤25 end if go to步骤1200 2/WXdo
步骤025jtt = Asin ( 2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) Rh ^$0Q*2
核定压力角[αt] ≡ jtt T[J_ /DE@
bff = Acos( tand (20) / tan(jtt) ) XoOe=V?I )
核定螺旋角 [β] ≡ bff % vzpp\t
jtt = Atan ( tanD(20) / Cos( Bff) ) D':A-E
核定压力角 [αt] ≡ jtt ~A( Pa-
^.7xu/T
步骤030 优化选择变位系数和 [ΣXn] =cY]cPO
引用我国权威资料--[机械工程手册]数据, 将图解 YN3uhd[2
方法数字化, 改为数学分析方程。 c 0~'5Mlp
[ΣXn] = Z1(1+u)*(invα`-invαt)/[2Cos(β)*tan(αt)] uWQ.h ,
Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt)) r e2%e-F"
jtt = ASin ( 2.0 *tan(20) * Cos(jpt) *Axi ) M,P_xkLp
bff = ACos( tand(20) / tan(jtt) ) }qg&2M%\
jtt = ATan ( tan(20) / Cos( bff) ) P n DZi
48VsHqG
步骤031 由 [ΣXn] 重新核实啮合角 [利用 inv 函数关系] sa ])^mkq(
[ΣXn] = Z1(1+u)* (invα`-invαt)/ [ 2Cos(β)*tan(αt) ] )c_l l;%
核实 [新啮合角][α`] ≡ jpt 9EW 7,m{A
步骤032 检验中心距系数 TY}?>t+
[Axi] ≡ [A`] / [Mn *Z1 *(1+u)] CJ >=odK[
[Axi] ≡ Cos(αt)/ [2*Cos(β)*Cos(α`)] %8/ $CR
由 [A`.Mn.Z] 公式 检验 [Ax] = Axi O5w\oDhMb
Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt) ) oj,
由 [αβ] 公式 检验 [Ax]= Axi "`wq:$R
步骤033 检验中心距 }K\_N]#6n
[A`]= Mn *Z1 *(1.00+ u) *Axi *@Z'{V\
[A`] = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ ( Cos(bff) *Cos(jpt)) dEn hNPeRl
中心距 误差 △ [A`] = ttt }#1{Ghs S
if (ttt >0.5*Mn ) then muLTY gaM
Bff = bff +0.5 1['A1 ,
修正 [β`] ≡bff 0%GWc}o
jtt = Atan( tand (20)/ Cos(bff) ) EO iKwhrV
goto 步骤 1000 endif P:o<kRj1
步骤034 检验中心距之误差 ttt H+Wd#7l,
if (ttt >0.05 ) then 0ni5 :tYy
Ccc = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ A` / Cos(bff) g o@}r< B$
jpt = ACos( Ccc ) {_JLmyaerZ
修正啮合角[α`] ≡ jpt n >^?BU
goto 步骤 1200 endif jdzV &
jpt = jpt r_",E=e
核定 啮合角 [α`]i ≡ jpt )_ y{^kn3^
jtt = ASin (2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) 8Md KH7
核定压力角[αt] ≡ jtt R.7 " Z G
Bff = ACos( tand (20) / tan(jtt) ) !WmpnPr1
核定螺旋角[β] ≡ bff , /pE*Yk
jtt = Atan ( tand (20) / Cos( Bff) ) &N#)(rQ1
核定压力角[αt] ≡,jtt _gHJ4(?w
设计核算通过 e-WaK0Ep
步骤035 优化选择齿顶高系数 Hcpw [%(
if( u <=3.50) han = 1.00 F&\o1g-L
if( u>3.50.and.. u<=4.50)han = 0.97 VmW_,
if( u>4.50.and.. u<=5.50)han = 0.93 DRnXo-Aaj
if( u>5.50 ) han = 0.90 K{c^.&6D
推荐齿顶高系数 [han] ≡ , han oj/ti m
call Xg (ch,han ) #KwFr lZ
z)0F k
经过以上优化处理步骤, 再转入常规外啮合各部尺寸计算公式,即可实现 全自动 优化设计齿轮各几何参数之目标。 X$a Mf &x
9D@Ez"xv
齿轮设计经常需要对比几种不同方案,作优化迭代运算,利用高级科技语言 [FORTRAN-90] 编写的[GAD] 具备自动优化选择最佳变位系数. 最佳啮合角. 最佳螺旋角. 齿顶高系数的功能,自动进行干涉验算,自动修正几何参数及功率的功能,[GAD]可在约10 秒钟时间内搞定 圆柱齿轮设计所有课题, 为企业实现设计自动化创造条件。 [/post]
