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    [转载]优化设计齿轮几何参数编程原理解密 [复制链接]

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    离线991518
    高级工程师
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2009-10-31
    关键词： 齿轮参数编程
    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。 v._Egk0  
    u3Usq=Ij{  
    河海大学常州校区 胡瑞生 2009. 10 . 18 "($Lx  
    BFMS*t`  
    *%X6F~h(u  
    [post]--------------------------------------------------------------- VyecTU"W  
    本程序适用于: 速比 u < 4, 求取最大功率, 而且 q]"2hLq  
    一般不发生切削干涉与啮合干涉。 B;z;vrrL  
    当速比 2 > u > 4 尚需作局部修正 V(;55ycr  
    -------------------------------------------------------------- ;Y'8:ncDn  
    己知: 产品的工作条件: 中心距 [A`] , 速比 [u] GS ;HtUQ  
    步骤00 1 起步假设 [Z1齿 经验值] 7~wFU*P1  
    if ( u <=1.25 )Z1 =41.0 ]8$#qDS@  
    if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) Z1 = 37.0 EqD^/(,L2  
    if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) Z1 = 33.0 /!=U +X  
    if ( u >1.75.and. u <=2.00 ) Z1 = 28.0 M=5d95*-}  
    if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) Z1 = 25.0 [)#u<lZ<~  
    if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) Z1 = 23.0 D:wnO|:  
    if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) Z1 = 21.0 t_dcV%=  
    if ( u >3.50 .and. u <=4.00)Z1 = 19.0 WI1T?.Gc   
    if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) Z1 = 18.0 U~uwm/h  
    if ( u >4.50 .and. u <=5.00) Z1 = 17.0 fav5e'[$  
    if ( u >5.00 .and. u <5.50 )Z1 = 16.0 l`@0zw+  
    if ( u >5.50 .and. u <6.00 )Z1 = 15.0 6exI_3A4jh  
    if ( u >6.00 ) Z1 = 14.0 |7 &|>  
    Z1 = Z1 `"a? a5]k  
    Z2 = int ( Z1 * u +0.50 ) 取整数 U^%9 )4bj  
    u = Z2/ Z1 z,pNb%*O  
    齿 数 比[ u] ≡ u R'6@n#:  
    步骤002起步假设螺旋角 [ β 经验值 ] EXA^!/)  
    if ( u <=1.25 )β= 24.0 )@}A r  
    if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) β= 22.0 O( VxMO  
    if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) β= 20.0 (y1$MYZ Q  
    if ( u >1.75. and. u <=2.00 ) β= 18.0 u`'ki7LA  
    if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) .β= 16.0 .#*D!;f  
    if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) β= 14.0 {7vgHutp  
    if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) β= 12.0 ~?#~Ar  
    if ( u >3.50 .and. u <=4.00) β= 11.0 OmB TA=E<  
    if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) .β= 10.0 tY/En-&t  
    if ( u >4.50 .and. u <=5.00) β= 10.0 w{PUj  
    if ( u >5.00 .and. u <5.50 )β= 9.0 B!eK!B  
    if ( u >5.50 .and. u <6.00 )β= 7.0 -i#J[>=w{C  
    if ( u >6.00 ) β= 6.0 A9 U5,mOz  
    β= bff pe|X@o  
    jtt = Atan ( tand (20) /Cos( bff) ) oP/>ju  
    压力角 [初值][αt] = jtt cZqfz  
    步骤003 导出 [Axi] 几何性能综合参数概念 LU%#mY  
    令 [Axi] ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Cos(α`) ] -*?p F_*w  
    此系数综合包含螺旋角. 压力角. 啮合角因子, 意义很重要 HmvsYP66  
    中心距 [A`] ≡ Mn *Z1 *(1+u) *Axi 6`acg'sk>  
    常规采用 [V+] 变位体制齿轮 [V-变位制不利于强度] %/51o6a  
    Axi* Cos(β)≥ 0.5; Axi ≥ 0.5 / Cos(β) Di:{er(p  
    β= 5, Axi≥ 0.5019 β=10, Axi≥ 0.5077 /vHYM S  
    β=15, Axi≥ 0.5176 β=20, Axi≥ 0.5320 'e F%  
    β=22, Axi≥ 0.5392 β=24, Axi≥ 0.5473 1\/{#c  
    故 [Axi]max = 0 .5473, [Axi]min = 0.5019 xcst<=  
    步骤004 计算 模 数 [w!C*_V 9  
    [Mn]min ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5473 ) wb b*nL|P  
    [Mn]max ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5019 ) Z a! gbt  
    将模 数化为标 准 值 [Mn]≡,Mn 13H;p[$  
    [Mn]≡Mn, call Xg (ch,Mn ) 询问满意否 ? tww=~!  
    可人工回答, 如不满意, 可输入新值 eNtf#Rqym  
    步骤1000 计算啮合角, 先检验以下算式中有否 [Acos]> 1之情况 G~"z_ (  
    Mn*Z1*(1+i) /[2*A`] ≡ tan (20)* Cos(α`)/ Sin(αt) xA92 C  
    令 yyy = 0.5* Mn *Z1*(1.0+ u ) / A` xk& NAB  
    Cos(α`) ≡ yyy * Sin(αt ) / tan (20) 1Pm4.C)  
    tan (αt) ≡ tan (20) / Cos(β) @K\o4\  
    aaa = yyy * Sin(jtt) / tand (20) .46#`4av  
    [Acos] = aaa /hL\,x 2  
    步骤011 计算啮合角 FQ`(b3.   
    if (aaa >1.0 ) then ;`DD}j`  
    bff = bff -1.0修正 [β`] = bff ?\ZL#)hr"p  
    jtt = Atan( tand (20 ) / Cos(bff) ) OZf6/10O/  
    goto 步骤 011 end if 3A_G=WaED  
    jpt = ACos ( aaa ) K*1.'9/  
    步骤1200检验啮合角. 螺旋角.值之范畴是否合理 ? [@//#}5v  
    if ( jpt >20 .and .jpt <= 27 ) then * r;xw  
    go to步骤013 end if go to步骤014 fN@{y+6  
    步骤013if ( bff >5.0. and. bff<= 24 ) then V43TO  
    go to步骤1800 end if go to步骤16 p}uncIod  
    步骤014 if ( jpt < 20 ) then 6#U^< `  
    bff = bff - 1.0 修正[β`]= bff e4DMO*6  
    jtt = Atan ( tand (20) / Cos(bff) ) >TY6O.]  
    goto 步骤1000 end if _g~2R#2Q  
    步骤015 If ( jpt >27 ) then l-<`m#/v  
    bff = bff +1.0修正 [β`] = bff (-,>qMQs  
    jtt = Atan( tand (20)/Cos(bff) ) c;9.KCpwx  
    goto 步骤1000 end if HJIC<U  
    步骤016 if ( bff < 5.0 ) then TkRmV6'w  
    Z1= Z1- 1.0 u = Z2/Z1 d`mD!)j  
    go to步骤1000 end if $#e1SS32  
    步骤017 if ( bff > 24 ) then ^XG*z?Tt  
    Z1 = Z1+ 1.0 u = Z2/Z1 `PgdJrE  
    go to步骤1000 end if &dr@6-xaq  
    步骤1800 检验中心距系数 f"dSr  
    Axo = A` / ( Mn *Z1 *(1.0 + u ) ) LBat:7aH>  
    中心距系数 [初值][Ax]o ≌ Axo M/pMs 6  
    [Axi] = Cos( jtt ) / ( 2.0 *Cos( bff ) *Cos(jpt ) ) py @( <  
    修正中心距系数值 [Axi] ≡ Axi 0OnV0SIL  
    步骤020 if (Axi > 0.5019. and. Axi <= 0.576 ) then D<>@ %"%  
    go to步骤23 end if Wpr ,j N8b  
    步骤021 if ( Axi >0.576 ) then !X]8dyW  
    Z1= Z1+1.0u = Z2/Z1 H;Ku w  
    go to步骤1000 endif 0J9D"3T)  
    步骤022if ( Axi < 0.502 ) then T7[NcZ:I  
    Z1= Z1-1.0u = Z2/Z1 bWmw3w  
    go to步骤1000 end if ^nNitF  
    步骤023Cos(α`) ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Axi] 2:SO_O4C  
    令qqq = Cos( jtt ) / ( 2 .0 *Cos ( bff) *Axi ) PX2c[CDE^  
    jpt = ACos( qqq ) uOd& XW  
    步骤024if ( jpt >20.0. and. jpt <= 27.0 ) then l$XPIC~H  
    go to步骤25 end if go to步骤1200 Yf}xwpuLk  
    步骤025jtt = Asin ( 2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) A%X X5*  
    核定压力角[αt] ≡ jtt /TV= $gB`  
    bff = Acos( tand (20) / tan(jtt) ) IeP WOpj3  
    核定螺旋角 [β] ≡ bff X!>eiYK)  
    jtt = Atan ( tanD(20) / Cos( Bff) ) ;wHCj$q  
    核定压力角 [αt] ≡ jtt O"Q7Rx  
    `\CVV*hP  
    步骤030 优化选择变位系数和 [ΣXn] ^x m$EY*Y,  
    引用我国权威资料--[机械工程手册]数据, 将图解 _las;S'oa  
    方法数字化, 改为数学分析方程。 4<gb36)|4  
    [ΣXn] = Z1(1+u)*(invα`-invαt)/[2Cos(β)*tan(αt)] \+ 0k+B4a  
    Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt)) LT VF8-v  
    jtt = ASin ( 2.0 *tan(20) * Cos(jpt) *Axi ) Kr-G{b_Pp  
    bff = ACos( tand(20) / tan(jtt) ) iM]o"qOQm  
    jtt = ATan ( tan(20) / Cos( bff) ) 2oCkG~j  
    Uz dc  
    步骤031 由 [ΣXn] 重新核实啮合角 [利用 inv 函数关系] h@ )  
    [ΣXn] = Z1(1+u)* (invα`-invαt)/ [ 2Cos(β)*tan(αt) ] oD.r `]k  
    核实 [新啮合角][α`] ≡ jpt Qdf=XG5  
    步骤032 检验中心距系数 =d)-Fd2li  
    [Axi] ≡ [A`] / [Mn *Z1 *(1+u)] C\*4q8(  
    [Axi] ≡ Cos(αt)/ [2*Cos(β)*Cos(α`)] y*23$fj(  
    由 [A`.Mn.Z] 公式 检验 [Ax] = Axi }H"kU2l  
    Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt) ) IzLQhDJ1  
    由 [αβ] 公式 检验 [Ax]= Axi U;q];e:,=}  
    步骤033 检验中心距 B9,^mE#  
    [A`]= Mn *Z1 *(1.00+ u) *Axi F?-R$<Cn2~  
    [A`] = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ ( Cos(bff) *Cos(jpt)) SUM4Di7  
    中心距 误差 △ [A`] = ttt ye}p~&  
    if (ttt >0.5*Mn ) then D5,P)[  
    Bff = bff +0.5 ])}(k  
    修正 [β`] ≡bff c>"cX&  
    jtt = Atan( tand (20)/ Cos(bff) ) ?OlV"zK  
    goto 步骤 1000 endif _zWfI.o  
    步骤034 检验中心距之误差 ttt /Q{P3:k  
    if (ttt >0.05 ) then tmUFT  
    Ccc = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ A` / Cos(bff) 2lVHZ\G  
    jpt = ACos( Ccc ) YXo|~p;=Y  
    修正啮合角[α`] ≡ jpt cLVeT  
    goto 步骤 1200 endif RsJ6OFcWV  
    jpt = jpt CQh,~  
    核定 啮合角 [α`]i ≡ jpt NMOut@  
    jtt = ASin (2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) 5L,}e<S$  
    核定压力角[αt] ≡ jtt ]X Z-o>+ ,  
    Bff = ACos( tand (20) / tan(jtt) ) /3B $(  
    核定螺旋角[β] ≡ bff L;Z0`mdz  
    jtt = Atan ( tand (20) / Cos( Bff) ) XolZonJr  
    核定压力角[αt] ≡,jtt NKb1LbnZ*y  
    设计核算通过 X;v$5UKU  
    步骤035 优化选择齿顶高系数 Vv1|51B  
    if( u <=3.50) han = 1.00  Q6'x\  
    if( u>3.50.and.. u<=4.50)han = 0.97 03E4cYxt5  
    if( u>4.50.and.. u<=5.50)han = 0.93 9d[5{" 2j  
    if( u>5.50 ) han = 0.90  ,Uhb  
    推荐齿顶高系数 [han] ≡ , han _j?e~w&0b  
    call Xg (ch,han ) 1K,1X(0rL8  
    ,L bBpi=TJ  
    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。 UhA"nt0  
    R218(8S  
    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]
     
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