首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 机械设计,制造及其自动化 -> 优化设计齿轮几何参数编程原理解密 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

991518 2009-10-31 20:19

优化设计齿轮几何参数编程原理解密

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。 <q I!Dj{  
P%!=Rj^2m  
河海大学常州校区 胡瑞生 2009. 10 . 18 'C>sYSL  
V:+z3)qF  
z"Cyjmg"  
[post]--------------------------------------------------------------- ID{XZ  
本程序适用于: 速比 u < 4, 求取最大功率, 而且 );n/G  
一般不发生切削干涉与啮合干涉。 p|BoEITL  
当速比 2 > u > 4 尚需作局部修正 )dJx82" l  
-------------------------------------------------------------- $ 1m}lXk  
己知: 产品的工作条件: 中心距 [A`] , 速比 [u] ^oW{N  
步骤00 1 起步假设 [Z1齿 经验值] uK ,W  
if ( u <=1.25 )Z1 =41.0 K7nyQGS  
if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) Z1 = 37.0 mwI7[I2q  
if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) Z1 = 33.0 Y; to9Kv$  
if ( u >1.75.and. u <=2.00 ) Z1 = 28.0 N\rL ~4/  
if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) Z1 = 25.0 *{\))Zmhd  
if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) Z1 = 23.0 i1bmUKZ8'L  
if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) Z1 = 21.0 0y+i?y 9  
if ( u >3.50 .and. u <=4.00)Z1 = 19.0 h[<l2fy  
if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) Z1 = 18.0 (qz)3Fa  
if ( u >4.50 .and. u <=5.00) Z1 = 17.0 [%~yY&  
if ( u >5.00 .and. u <5.50 )Z1 = 16.0 q[/pE7FL  
if ( u >5.50 .and. u <6.00 )Z1 = 15.0 x]3[0K5;  
if ( u >6.00 ) Z1 = 14.0 cRWB`&  
Z1 = Z1 S.<4t*,  
Z2 = int ( Z1 * u +0.50 ) 取整数 4:/^.:  
u = Z2/ Z1 H/={RuU  
齿 数 比[ u] ≡ u Mq'm TM  
步骤002起步假设螺旋角 [ β 经验值 ] {OOn7=  
if ( u <=1.25 )β= 24.0 8Kk41=  
if ( u >1.25 .and. u <=1.50 ) β= 22.0 JZ&_1~Z=  
if ( u >1.50 .and. u <=1.75 ) β= 20.0 B<a` o&?  
if ( u >1.75. and. u <=2.00 ) β= 18.0 8lA,3'z  
if ( u >2.00 .and. u <=2.50 ) .β= 16.0 .*.eY?,V  
if ( u >2.50 .and. u <=3.00 ) β= 14.0 uv^x  
if ( u >3.00 .and. u <=3.50 ) β= 12.0 JO90TP $  
if ( u >3.50 .and. u <=4.00) β= 11.0 t*u#4I1  
if ( u >4.00 .and. u <=4.50 ) .β= 10.0 fc[_~I'  
if ( u >4.50 .and. u <=5.00) β= 10.0 1uB$@a\  
if ( u >5.00 .and. u <5.50 )β= 9.0 #3'M>SaoH  
if ( u >5.50 .and. u <6.00 )β= 7.0 D_)/.m  
if ( u >6.00 ) β= 6.0 =q`T|9v  
β= bff 5}Xi`'g,  
jtt = Atan ( tand (20) /Cos( bff) ) 5K)_w:U X  
压力角 [初值][αt] = jtt ou<,c?nNM  
步骤003 导出 [Axi] 几何性能综合参数概念 f*9O39&|  
令 [Axi] ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Cos(α`) ] 9.il1mAKg  
此系数综合包含螺旋角. 压力角. 啮合角因子, 意义很重要 ,LxkdV  
中心距 [A`] ≡ Mn *Z1 *(1+u) *Axi y~VI,82*  
常规采用 [V+] 变位体制齿轮 [V-变位制不利于强度] t V>qV\>  
Axi* Cos(β)≥ 0.5; Axi ≥ 0.5 / Cos(β) 2% OAQ(  
β= 5, Axi≥ 0.5019 β=10, Axi≥ 0.5077  ,CuWQ'H  
β=15, Axi≥ 0.5176 β=20, Axi≥ 0.5320 %H,s~IU  
β=22, Axi≥ 0.5392 β=24, Axi≥ 0.5473 W8;!rFW  
故 [Axi]max = 0 .5473, [Axi]min = 0.5019 Kpa$1x  
步骤004 计算 模 数 X8N9*v y  
[Mn]min ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5473 )  5sN6&'[  
[Mn]max ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5019 ) lBAu@M  
将模 数化为标 准 值 [Mn]≡,Mn N^@:+,<3  
[Mn]≡Mn, call Xg (ch,Mn ) 询问满意否 ? F[`dX  
可人工回答, 如不满意, 可输入新值 #.$y   
步骤1000 计算啮合角, 先检验以下算式中有否 [Acos]> 1之情况 _{gqi$Mi  
Mn*Z1*(1+i) /[2*A`] ≡ tan (20)* Cos(α`)/ Sin(αt) As`=K$^Il.  
令 yyy = 0.5* Mn *Z1*(1.0+ u ) / A` 5Z5x\CcC3  
Cos(α`) ≡ yyy * Sin(αt ) / tan (20) M}f(-,9  
tan (αt) ≡ tan (20) / Cos(β) cCNRv$IO\  
aaa = yyy * Sin(jtt) / tand (20) D|Wlq~IpQ  
[Acos] = aaa zNdkwj p+  
步骤011 计算啮合角 XoL DqN!  
if (aaa >1.0 ) then  Pd(_  
bff = bff -1.0修正 [β`] = bff PLMC<4$s  
jtt = Atan( tand (20 ) / Cos(bff) ) n|XheG7:  
goto 步骤 011 end if G -+!h4p  
jpt = ACos ( aaa ) 7 ]ysvSM  
步骤1200检验啮合角. 螺旋角.值之范畴是否合理 ? /]MelW  
if ( jpt >20 .and .jpt <= 27 ) then UxzF5V5  
go to步骤013 end if go to步骤014 ~(kqq#=s  
步骤013if ( bff >5.0. and. bff<= 24 ) then rDa{Ve  
go to步骤1800 end if go to步骤16 AX<f$%iqD  
步骤014 if ( jpt < 20 ) then d!YP{y P  
bff = bff - 1.0 修正[β`]= bff L/`1K_\l  
jtt = Atan ( tand (20) / Cos(bff) ) |5O>7~Tp  
goto 步骤1000 end if tp>YsQy]8  
步骤015 If ( jpt >27 ) then .9PT)^2  
bff = bff +1.0修正 [β`] = bff 5)eM0,:  
jtt = Atan( tand (20)/Cos(bff) ) DL1nD5  
goto 步骤1000 end if kLZVTVSJt  
步骤016 if ( bff < 5.0 ) then $Th)z}A}EA  
Z1= Z1- 1.0 u = Z2/Z1 +>K&zS  
go to步骤1000 end if F P|cA^$<  
步骤017 if ( bff > 24 ) then w K#*|  
Z1 = Z1+ 1.0 u = Z2/Z1 f:<BUqa  
go to步骤1000 end if a%`%("g!  
步骤1800 检验中心距系数 p?,<{mAe  
Axo = A` / ( Mn *Z1 *(1.0 + u ) ) M(LIF^'U:m  
中心距系数 [初值][Ax]o ≌ Axo C&MqH.K  
[Axi] = Cos( jtt ) / ( 2.0 *Cos( bff ) *Cos(jpt ) ) hpb|| V  
修正中心距系数值 [Axi] ≡ Axi #~"IlBk\  
步骤020 if (Axi > 0.5019. and. Axi <= 0.576 ) then ^MF 2Q+  
go to步骤23 end if 1BZ##xV*:G  
步骤021 if ( Axi >0.576 ) then ]rH[+t-  
Z1= Z1+1.0u = Z2/Z1 D5snaGss9a  
go to步骤1000 endif QOSMV#Nw%  
步骤022if ( Axi < 0.502 ) then }9fch9>Zr  
Z1= Z1-1.0u = Z2/Z1 TnK<Wba  
go to步骤1000 end if a*U[;(  
步骤023Cos(α`) ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Axi] j9h fW'  
令qqq = Cos( jtt ) / ( 2 .0 *Cos ( bff) *Axi ) UGy3 B)  
jpt = ACos( qqq ) i\ X3t5  
步骤024if ( jpt >20.0. and. jpt <= 27.0 ) then "g&f:[a/  
go to步骤25 end if go to步骤1200 WcNQF!f  
步骤025jtt = Asin ( 2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) ,v>;/qm  
核定压力角[αt] ≡ jtt n+ebi>}P  
bff = Acos( tand (20) / tan(jtt) ) :VZS7$5  
核定螺旋角 [β] ≡ bff <TtPwUX  
jtt = Atan ( tanD(20) / Cos( Bff) ) e8^/S^ =&d  
核定压力角 [αt] ≡ jtt Af]zv~uM  
4=Ru{ewRV  
步骤030 优化选择变位系数和 [ΣXn] A%Ka)UU+n  
引用我国权威资料--[机械工程手册]数据, 将图解 YYYF a  
方法数字化, 改为数学分析方程。 &zX  W  
[ΣXn] = Z1(1+u)*(invα`-invαt)/[2Cos(β)*tan(αt)] RBn/7  
Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt)) hQm=9gS  
jtt = ASin ( 2.0 *tan(20) * Cos(jpt) *Axi ) `v``}8tm  
bff = ACos( tand(20) / tan(jtt) ) $Z#~wsw  
jtt = ATan ( tan(20) / Cos( bff) ) D5@=#/?*  
~rdS#f&R2  
步骤031 由 [ΣXn] 重新核实啮合角 [利用 inv 函数关系] m[v0mXE  
[ΣXn] = Z1(1+u)* (invα`-invαt)/ [ 2Cos(β)*tan(αt) ] 9U6$-]J  
核实 [新啮合角][α`] ≡ jpt S*h^7?Bu  
步骤032 检验中心距系数 *af\U3kx  
[Axi] ≡ [A`] / [Mn *Z1 *(1+u)] yj4"eDg]  
[Axi] ≡ Cos(αt)/ [2*Cos(β)*Cos(α`)] )- &@ 8`  
由 [A`.Mn.Z] 公式 检验 [Ax] = Axi D!,5j_,j%  
Axi = Cos(jtt) / ( 2.0 *Cos(bff) *Cos(jpt) ) >*ls} q^  
由 [αβ] 公式 检验 [Ax]= Axi ?j.a>{  
步骤033 检验中心距 -(:T&rfTp  
[A`]= Mn *Z1 *(1.00+ u) *Axi S u6kpC!EW  
[A`] = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ ( Cos(bff) *Cos(jpt)) )2?]c  
中心距 误差 △ [A`] = ttt Yu_*P-Ja6  
if (ttt >0.5*Mn ) then 1n^N`lD8]6  
Bff = bff +0.5 sT2`y$ '  
修正 [β`] ≡bff 8p%0d`sX  
jtt = Atan( tand (20)/ Cos(bff) ) %"Um8`]FVg  
goto 步骤 1000 endif >ceC8"}J5M  
步骤034 检验中心距之误差 ttt `J,>#Y6(J  
if (ttt >0.05 ) then n!/0yR2S  
Ccc = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ A` / Cos(bff) t"GnmeH i  
jpt = ACos( Ccc ) qP#LJPaS  
修正啮合角[α`] ≡ jpt ?m]vk|>  
goto 步骤 1200 endif XYWyxx5`  
jpt = jpt by @qg:  
核定 啮合角 [α`]i ≡ jpt @rbd`7$%  
jtt = ASin (2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi ) HAK,z0/  
核定压力角[αt] ≡ jtt D=z~]a31!  
Bff = ACos( tand (20) / tan(jtt) ) :KO&j"[  
核定螺旋角[β] ≡ bff Hvk~BP' m  
jtt = Atan ( tand (20) / Cos( Bff) ) Eu(Qe ST\  
核定压力角[αt] ≡,jtt 7@<.~*Bl6  
设计核算通过 zni9  
步骤035 优化选择齿顶高系数 ]Wkgpfd56  
if( u <=3.50) han = 1.00 qG;tD>jy  
if( u>3.50.and.. u<=4.50)han = 0.97 n/1t UF  
if( u>4.50.and.. u<=5.50)han = 0.93 gW~T{+f  
if( u>5.50 ) han = 0.90 Ak@!F6~  
推荐齿顶高系数 [han] ≡ , han m* _X PY  
call Xg (ch,han ) .?6p~  
,.9lz  
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。 JGHj(0j  
SDC|>e9i  
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]
查看本帖完整版本: [-- 优化设计齿轮几何参数编程原理解密 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计