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名称分别为“退出”和“开始”,用于退出设计和开始设计斜齿轮。 4.3.2 初始参数输入界面
齿轮设计需要一些定量作为原始参数,包括传动功率,转数,传动比和工作时间等,见图4-4。
图4-4初始参数输入窗体
这个窗体用于一系列的设计初始参数的输入,有输入功率,主动轮转数,传动比,工作年数,年工作天数和每天工作小时数。该窗体中一共有添加了8个Label控件,6个TextBox控件和3个Commandbutton控件。这个窗体的代码窗口比较简单,只有简单的几个赋值语句。为了方便程序的试运行,将窗体中所有的Textbox的Text属性都设置了默认数值。
4.3.3 工况和齿轮布置界面
使用系数KA是由载荷状态和原动机共同决定的,参考材料[3]表10-2上共有四种载荷状态和四种原动机,则一共有16种状态,对应着16个使用系数值,只有当载荷状态和原动机都确定了,使用系数才会确定。
圆柱齿轮的齿宽系数Φd是由两支撑相对于小齿轮的装置状况决定的,但即使确定了齿轮布置状态,也只能得到齿宽系数的一个范围,无法得到确切的一个数值,所以用户只能根据系统提示,人工选择齿宽系数,见图4-5。
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图4-5 工况及齿轮布置窗体
在窗体上左侧添加了两个Frame控件,分别命名为“原动机”和“载荷状态”,在每个Frame控件里添加四个optionbutton控件,分别命名为对应的状态。当在“原动机”和“载荷状态”中各选中一个状态时,便会在下面textbox中显示出对应的使用系数值。当optionbutton1选中时(也就是原动机选择电动机时),如果选择OptionButton5(即是载荷状态选择均与平稳),此时TextBox8.Text = 1,也就是KA=1,从而实现了使用系数的确定。同理,其他情况也是类似的方法,从而确定了使用系数。
在窗体的右侧有两个Frame控件,分别命名为“小齿轮布置方式”和“齿宽系数选择”,在上面的Frame中添加了3个optionbutton控件,下面的Frame控件中有一个Label控件和Textbox控件。当选中optionbutton9时(也就是小齿轮选择对称布置时),Lable的属性就会显示为“齿宽系数在0.9—1.4”,并且默认齿宽系数为0.9并显示在下面的Textbox中,也可以根据提示选择输入齿宽系数Φd。如果用户输入的数值不在提示的范围内,则会出现错误提示。如果最少没有给Φd赋值,也就是textbox中没有显示数值,用户单击“下一步”时,无法进入下一个窗体,会出现错误提示对话框。 4.3.4 齿轮材料及特性界面
齿轮的材料有很多种,各自对应了一种或多种的热处理方式,当选定了齿轮的材料和热处理方式时,也就确定了齿轮的硬度范围。由于齿轮的接触疲劳强度极限σHlim和齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE只和硬度值大小有关系,且基本上一阶线性相关,所以一
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旦选择了具体的硬度值大小,齿轮的接触疲劳强度极限σHlim和齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE也就随之确定了。见图4-6。
图4-6 齿轮材料及特性窗体
在这个窗体上有两个大的Frame控件,内容完全相同,以“小齿轮”为例,里面添加了Combobox控件,里面的内容为各种材料和对应的热处理方式,如“QT500-5(常化)”,“40Cr(调制)”等。将材料和热处理方式写在一起的好处就是可以保证不会出现材料与热处理方式不相符的情况。当选择的材料及热处理方式是45(调制后表面淬火)或40Cr(调制后表面淬火)或20Cr(渗碳后淬火)或20CrMnTi(渗碳后淬火)或12Cr2Ni4(渗碳后淬火)或20Cr2Ni4(渗碳后淬火)时,硬度值后面的Lable的caption属性是HRC,如果选择的是其它的材料及热处理方式,则caption属性是HBS。
当选择了材料和热处理的方式时,便会将对应的最大硬度值赋给scrollbar的max,最小值赋给scrollbar的min。此时移动滚动条便会将所对应的硬度值赋给下面的textbox中,对应的接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限此时用户可以定量选择硬度值。此时齿轮的接触疲劳强度极限σHlim和齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE已经由硬度值确定了,并且已经显示在下面的textbox中。 4.3.5 设计初始参数选择界面
这个窗体用于输入一些设计原始参数,包括精度等级选择,是否硬化处理,初选螺旋角,初选载荷系数,输入接触疲劳安全系数和弯曲疲劳安全系数。
本设计只考虑了精度6级以后的设计,所以ComboBox里添加了的内容的只有6,7,8,9,10,11,12级。本窗体里输入的螺旋角为角度制,在程序中使用的时候可根据需要再转换为弧度制。设计把“下一步”,即Commandbutton事件作为调用子程序的触
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发事件。一旦点击“下一步”,立即调用design子程序,根据前面输入的参数进行强度计算。
为了方便程序的试运行,将窗体中所有的Textbox的Text属性都设置了默认数值,齿轮精度等级默认为7,并且默认为不进行齿面硬化处理。见图4-7。
图4-7 设计初始参数选择窗体
4.3.6 基本参数确定界面
由于已经在上一个窗体中调用了子程序design,所以当程序运行到这个窗体时,斜齿轮参数化设计的强度计算已经基本结束了。在窗体的上半部分将设计所得到的分度圆直径d11和法面模数mn12显示出来。并且这里的分度圆直径是由齿面接触疲劳强度计算所得到的,法面模数是由齿根弯曲疲劳强度计算所得到的。
在窗体中部添加了ComboBox控件,里面的内容有第一系列的模数和第二系列的模数,优先选择第一系列的。当选择的模数比强度计算得到的模数还要小时,系统会自动报错,用户需要重新选择模数,选择的模数比计算得到的稍大即可,不宜过大。选中模数的过程也就是Combmbox控件的click事件,这个事件触发了计算中心距的程序,中心距计算出来以后显示在后面的Textbox中。计算出来的中心距通常都不是整数,需要进行圆整,当用户单击“中心距修正”的控件时,系统自动进行圆整并将结果显示出来。由于中心距已经圆整,相应的螺旋角也需要进行修正,修正后的结果显示在对应的Textbox中。
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图4-8 基本参数确定窗体
在本窗体中,有计算大小齿轮相关参数的程序,包括分度圆直径,齿顶圆直径,齿根圆直径等,以Commandbutton6控件(即“下一步”)为事件,一旦单击该控件,就立即触发事件、执行程序,并将结果显示在下一个窗体中。 4.3.6 计算参数界面
在上一个窗体中已经将大小齿轮的各个尺寸参数计算完,并且已经通过赋值语句将各个数值赋到这个窗体的各个Textbox中了,所以一进入本窗体,大小齿轮的各个参数就能立即显示出。有公共参数,包括中心距a,传动比i,法面模数mn,端面模数mt,法面压力角αn,螺旋角β,其中法面压力角αn默认为20°。大小齿轮各自的参数包括齿数z,分度圆直径,齿顶圆直径,齿根圆直径,齿宽和旋向,其中计算这些参数时,默认为h*an=1,c*n=0.25。
程序运行到这个窗体,除了齿轮旋向,其他的参数都是已经确定的。齿轮旋向有左旋和右旋之分,对于外啮合的一对斜齿轮,齿轮的旋向刚好相反。在窗体的下方添加了两个ComboBox控件,里面的内容都是“左旋”和“右旋”。并且当小齿轮旋向选择左旋时,大齿轮旋向自动成为右旋;当小齿轮旋向选择右旋时,大齿轮旋向自动成为左旋。同理,如果先选择大齿轮旋向,小齿轮旋向自动成为相反的旋向。如果用户没有选择齿轮旋向就直接单击“下一步”,程序无法进行到下一个窗体,并且能够自动报警,提醒用户必须选择齿轮旋向。
到这一步结束,齿轮设计部分已经完全结束了,见图4-9。
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