关于CAD技术下的齿轮传动设计小议

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因齿轮传动结构紧凑、使用时间长、传动精度高、安全可靠等优点，被人们作为各类机械工作中常用的-种形式，不断的为我国的建设和经济发展做着自己的贡献。虽然齿轮传动的优点较多，但是其设计、计算却是相当的复杂，传统的设计、计算都需要人力来完成，不但费时费力且可靠性较低，随着计算机技术和cAD技术的完美结合，使齿轮传动的完成提高的效率，但是在cAD技术中-般较注重绘图方面，却没有实现整个过程的CAD。基于此，本文将探究CAD软件的齿轮传动-体化设计方法。

1系统总体结构该系统包括设计子系统、绘图子系统、设计数据库及接日程序组成。设计子系统能实现齿轮传动设计与齿轮强度校核，绘图子系统能用AutoCAD ：绘制二维图形，或用Pro/E绘制三维零件图，设计子系统和绘图子系统能自动连接，实现设计与绘图的-体化。

系统利用Visual Basic编程，很方便地设计出各种美观的交互界而。采用ADO数据库引擎实现设计数据库的连接。采用ActiveX Automation技术在AutoCAD中实现参数化二维工程图绘制；采用vB API对Pm/E进行参数化齿轮库设计。

2设计数据库的建立用VB作为开发语言，采用ADO数据库接u技术，可以建立简便、良好的人机界而。利用SQL语言，很方便进行数据库操作，很容易获得表中满足条件的数据。设计数据库独立存在，既独立于应用程序，又能被应用程序共享，增强了系统的开放性。如当增加齿轮类型时，只需修改数据库，应用程序无需更改，便于系统的扩展。

2.1数表程序化处理对于数表的程序化处理，将工程设计手册中的各种表格转换成数据库中的关系。手册中内容相关的表格可建在-个数据库下，小同的数表转换成数据库中的小同关系 关系模式最基本的规范条件为每-分量是-个猩分的数据因此，必须对数表进行规范化处理后，再建立数据库和关系，进行入库操作。为查找方便，便于数据归类及校对，建数据库过程中遵循如下原则：(1)数据库文件命名尽量与原标准名或数表名-致。(2)所定义的字段名旧能与原数表字段名-致，从原数表转化而来的字段要能看出其含义。为方便用户了解表的有关细节，每个关系中建立-个备注型字段，备注型字段包含原数表的注释内容，部分重要的字段名含义和数表中所用的数据单位。

2.2线图程序化处理图I 圆柱齿轮算法流程图498 科技 博览对线图的程序化处理则较为复杂。线图的程序化处理主要方法有线图公式化和对曲线进行离散化处理以后再进行插值处理。线图公式化则采用拟介的方法对线图进行拟介得到近似公式。对于曲线复杂的线图，机械设计中常用最小平方逼近(最小二乘法理论)来实现曲线的拟介。用拟介的方程式曲线逼近所选曲线，该方法比较复杂。本文中增加了人机交互方式来选择曲线的值国，即在程序中要选择线图的值时，弹出该线图的曲线提示操作者根据这个曲线来选择值～图像数据保存在Access数据库提供OLE对象字段中，用VB6.O提供的ADO Field对象提供了GetChunk方法和Ap-pendChunk方法来实现读写。

3设计子系统的数算法设计3 1设计变量对于齿轮传动设计系统，，需要输入的数据有：传递的功率P，传动比i，主动齿轮转速n，使用寿命Wt(满载工作时数)，需要参与选择的数据有原动机特性E，工作机工作杼 ，传动方向和齿轮工作条件(开式、闭式)，载荷系数K，齿宽系数中d，齿轮啮合情况，齿面材料，主从齿轮接触疲劳极限 O Hlim和弯曲疲劳极限a FILm，齿轮螺旋角度 D，变位系数等。

经设计子系统计算得出的输出数据是：齿轮模数 mn，中心距 a，主从齿轮齿数(Zl，Z2)、分度圆直径直径(d1、d2)和齿宽(bl、b2)，应力及许用应力，齿轮精度等级，齿轮实际螺旋度，节圆直径，端面重合度等。

3.2算法流程系统根据使用者输入的设计条件参数，如传动功率、传动比和转速等，首先按照齿面接触强度进行初步设计，确定齿轮的基本参数：分度圆直径、齿距、齿根高、齿顶高等∮着针对齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行强度校核，算法流程如图l所示。

3.3主要技术3.3.1协调参数在齿轮传动设计中，结构参数要要满足标准化、系列化、生产工艺以及参数几何相关要求。因此，要对b、a、inn等参数进行协调 齿宽 b向增大的方向圆整为偶数：b (h/20.5)×2)。中心距 a向增大的方向圆整为偶数：a[(a/20.5)X 2。由于inn采用系列值，对求得的inn圆整为相近较大的标准值。

3.3.2界面设计界面设计能有效实现人机之间的交互功能，从而可以灵活高效的达到设计目标，并且便于用户操作。Ⅵ；提供了文本框控件作为输人(如输入额定功率、转速等) 使用列表框进行有多个系统项的选择(如齿轮模数、齿轮精度、齿厚偏差等)；使用单汛钮进行固定项的单项选择；使用命令按钮弹出数图曲线，由用户选择曲线的值；使用文本框控件或标签控件显示中间重要结果(如齿轮中心距)；如有错误则以弹出消息框的形式来提醒用户4参数化绘图子系统的设计4.1参数化绘画的原理参数化绘画实际上是给出适当的结构参数，由计算机自动计算出其它结构参数同时完成复杂结构图形的绘制过程。在设计计算部分已确定出齿轮的主要尺寸 如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等，而齿圈、轮辐、轮毂等的结构形式及尺寸大小必须根据结构通过查询相应数据库中的表得出，或由程序计算出，再用 ActiveX Automation技术将相应的图形在AutoCAD 中绘出。

4 2 AutoCAD编程接口工程图形用常用绘图软件 AutoCAD 来绘制。用 VB 语言编写与AutoCAD编程接口，用户可以像调用 VB 自己的对象-样调用 AutoCAD所提供的 ActiveX Automation对象，实现 AutoCAD 自动绘图。在启动VB后，首先在程序中引用AutoCAD#象库，在本系统中为AutoCAD2005TypeLibrary；其次编写 VB程序代码，使用 GetObject或 CreatObjec命令创建AutoCAD对象，利用创造实体的方法绘制图形。根据已得的齿轮结构参数，用 VB编写制齿轮图形的命令。利用编程接口实现 VB与 AutoCAD之间数据通信由VB程序按作图次序依次运行 AutoCAD命令，在 AutoCAD软件绘制齿轮图形以及作相关的标注∞尺寸、公差、粗糙度、齿轮参数表、技术要求 标题栏等等)。最后在 AutoCAD中进行最终修改。

5结柬语文中探究课了CAD软件的齿轮传动-体化设计方法，其中涉及到的参数化绘图子系统的设计、设计子系统的数算法设计和数据库等几个方面都进行了详细而全面的阐述，为此类齿轮传动的设计提供了-种可靠、易操作的方法，文中虽然是对圆柱齿轮传动进行了论述，但是也希望能成为其它机械传动设计的参考。