《机械CAD/CAM》实验报告
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实验题目 渐开线齿轮传动的计算机辅助设计
一、实验目的
初步掌握渐开线齿轮传动计算机辅助设计的基本方法，用C语言或Matlab编程实现数表和图线的计算机处理
二、练习 1．设计意图分析
本程序要求完成齿轮设计的计算，并将计算结果写进数据文件，该数据文件作为计算部分和画图部分的接口，编写画图部分的程序时需要调用该数据文件。编写参数化绘图程序，用C语言写命令组文件。不同的设计得到不同的数据文件，也就相对于不同的命令组文件，从而程序能实现参数化。
2．主要实验步骤
本次设计的源程序如下： #include
int key=0;
while(key==0){
printf(\请选择任务:\\n\printf(\、齿轮设计\\n\printf(\、带传动设计\\n\printf(\、链传动设计\\n\printf(\、退出\\n\int c;
scanf(\switch(c)
}
{
case 1:chilun();break;
case 2:printf(\欢迎使用带传动设计\\n\case 3:printf(\欢迎使用链传动设计\\n\case 0:key=1;break;
default :printf(\输入错误\\n\
}
char ddddd,kkkkk;/*此处要求输入字符后才清屏*/ scanf(\system(\}
void chilun()
{ /*以下程序用于创建查取齿形系数及应力校正系数所用到的表格*/
int i1; int
Z[25]={17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,35,40,45,50,60,70,80,90,100,150,200}; float
YFa[25]={2.97,2.91,2.85,2.80,2.76,2.72,2.69,2.65,2.62,2.60,2.57,2.55,2.53,2.52,2.45,2.40,2.35,2.32,2.28,2.24,2.22,2.20,2.18,2.14,2.12};
float
YSa[25]={1.52,1.53,1.54,1.55,1.56,1.57,1.575,1.58,1.59,1.595,1.60,1.61,1.62,1.625,1.65,1.67,1.68,1.70,1.73,1.75,1.77,1.78,1.79,1.83,1.865}; FILE *fp; fp=fopen(\T\
for(i1=0;i1<25;i1++) fprintf(fp,\fprintf(fp,\
for(i1=0;i1<25;i1++) fprintf(fp,\fprintf(fp,\
for(i1=0;i1<25;i1++) fprintf(fp,\fprintf(fp,\fclose(fp); /*题目要求*/
printf(\已知输入功率P1=10kW，小齿轮转速为n1=960r/min，齿数比u=3.2,由电动机驱
动，工作寿命15年，两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。\\n\ /*以下程序解决1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数*/
printf(\解] 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数\\n\printf(\按题目要求传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。\\n\
printf(\运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。\\n\ printf(\材料选择。选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。\\n\
printf(\选小齿轮齿数z1,请输入小齿轮齿数z1:\int z1,z2; float u=3.2;
scanf(\z2=(int)(u*z1);
printf(\由z2=z1*u得z2=%d。\\n\/*以下程序解决2、齿面接触强度设计*/ printf(\、齿面接触强度设计\\n\printf(\确定公式内各计算值\\n\float Kt=1.3,T1;
int P1=10,n1=960; T1=9550000.0*P1/n1;
printf(\试选载荷系数Kt=1.3\\n\
printf(\计算小齿轮传递的转矩。由公式T1=9550000.0*P1/n1得:\printf(\mm\\n\
printf(\由教材表10-7选取齿宽系数φd=1\\n\
float d=1.0;
printf(\由教材表10-6查材料的弹性影响系数ZE=189.8\\n\
float ZE=189.8; printf(\由教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为σHlim1=600MPa;大齿轮σHlim1=550MPa。\\n\
printf(\由公式计算N=60n1*j*Lh计算应力循环次数。\\n\
printf(\printf(\
printf(\由教材图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90;KNH2=0.95。\\n\
printf(\计算接触疲劳许用应力。\\n\
printf(\取失效概率为1%%，安全系数S=1，则由公式[σH]=KHN*σlim/S得：\\n\float KHN1=0.9,KHN2=0.95; int lim1=600,lim2=550,S=1; float H1,H2,H;
H1=KHN1*lim1/S;H2=KHN2*lim2/S;
printf(\\\n\
/*计算[σH]1与[σH]2中的较小者，将较小者赋给[σH]*/ if(H1>H2)H=H2;
else H=H1;
printf(\取较小值则[σH]=%.1fMPa\\n\printf(\计算\\n\
printf(\试算小齿轮分度圆直径d1t，由教材公式得：\\n\
/* 编写公式d1t=2.32*[(Kt*T1/φd)*(u+1)/u*(ZE/[σH])^2]^(1/3)，这里要用数字函数float a,f,c,e,g,d1t;
a=Kt*T1/d;f=(u+1)/u;c=(ZE*ZE)/(H*H);e=1.0/3; g=a*f*c;
d1t=2.32*pow(g,e);
printf(\将前面的数据代入公式得d1t≥%0.3fmm\\n\printf(\计算圆周速度v。\\n\
float v;
v=3.1415926*d1t*n1/60000;
printf(\printf(\计算齿宽b。\\n\float b;
b=d*d1t;
printf(\\\n\
printf(\计算齿宽与齿高之比b/h。\\n\
float mt,h;
mt=d1t/z1;h=2.25*mt;
printf(\由公式mt=d1t/z1得模数为mt=%.3fmm\\n\printf(\由h=2.25*mt得齿高为h=%.2fmm\\n\printf(\
printf(\计算载荷系数。\\n\
float Kv,KHb,KFb,KHa,KFa,KA,K; KHa=KFa=KA=1.0;
printf(\根据v=%.2fm/s,7级精度，查得动载荷系数为Kv=1.12\\n\Kv=1.12;
printf(\由教材表10-4并用插值法可得KHβ=1.423\\n\
KHb=1.423;
printf(\由b/h=%.2f,KHβ=%.3f查教材图10-13得KFβ=1.35\KFb=1.35;
printf(\由以上所查数据，载荷系数为:\\n\
K=KA*Kv*KHa*KHb;
printf(\printf(\按实际载荷系数校正所算得分度圆直径，由式教材式10-10a得\\n\float d1;
d1=d1t*pow(K/Kt,1.0/3);
printf(\printf(\计算模数m。\\n\float m; m=d1/z1;
printf(\/*以下程序完成步骤3、按齿根弯曲强度设计*/ printf(\、按齿根弯曲强度设计\\n\
printf(\由式10-5得弯曲强度的设计公式为：\\n\
printf(\≥{[2Kt*T1/(φd*z1*z1)]*(YFa*YSa/[σF])}^(1/3)\\n\
printf(\确定公式内各计算数值\\n\
printf(\由图10-20c可查得两齿轮的疲劳强度极限σFE1=500MPa和σ
FE2=380MPa\\n\ int FE1=500,FE2=380; printf(\由图10-18查弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85,KFN2=0.88\\n\
float KFN1=0.85,KFN2=0.88;
printf(\计算弯曲疲劳许用应力。\\n\printf(\取弯曲疲劳安全系数S0=1.4\\n\
float S0=1.4;
printf(\由式[σF]=KFN*σFE/S0计算弯曲疲劳许用应力：\\n\float F1,F2;
F1=KFN1*FE1/S0;F2=KFN2*FE2/S0;
printf(\\\n\printf(\\\n\printf(\计算载荷系数K0(与前文K区别，加上了个0)。\\n\float K0;
K0=KA*Kv*KFa*KFb;
printf(\/*本程序的数据文件思想就体现在下面的程序中*/ int i2,chishu[25],xx1,xx2; float yy1,yy2,zz1,zz2;
float chixingxishu[25],yinglijz[25]; FILE *fp1;
fp1=fopen(\T\for(i2=0;i2<25;i2++)
fscanf(fp1,\for(i2=0;i2<25;i2++) fscanf(fp1,\for(i2=0;i2<25;i2++) fscanf(fp1,\fclose(fp1);
float YFa1,YSa1;
int key=0;
for(i2=0;i2<25;i2++)
{if(chishu[i2]==z1){YFa1=chixingxishu[i2];YSa1=yinglijz[i2];key=1;}} if(key==0) { }
float YFa2,YSa2,yyy1,yyy2,zzz1,zzz2;
int key2=0,xxx1,xxx2; for(i2=0;i2<25;i2++)
{if(chishu[i2]==z2){YFa2=chixingxishu[i2];YSa2=yinglijz[i2];key2=1;}}
for(i2=0;i2<25;i2++) {if(chishu[i2]>z1){ }
xx1=chishu[i2-1];yy1=chixingxishu[i2-1];zz1=yinglijz[i2-1]; xx2=chishu[i2];yy2=chixingxishu[i2];zz2=yinglijz[i2]; YFa1=yy1+(yy2-yy1)*(z1-xx1)/(xx2-xx1); YSa1=zz1+(zz2-zz1)*(z1-xx1)/(xx2-xx1);break;}