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图4-9 计算参数窗体
4.3.7 参数化绘图界面
本窗体的作用就是输入轮毂尺寸、选择图纸、确定比例、输入技术要求、填写标题栏内容以及选择需要进行绘制的齿轮,然后绘图。
本设计图纸幅面只添加了A0,A1,A2和A3四种图纸,可以满足一般的绘图要求。本设计绘图比例默认为1:1,用户也可以自己输入所需要的比例。窗体中间添加了一个Frame控件,里面加了四个Textbox控件用于填写技术要求,用户也可以使用默认的技术要求,只需要单击这个Frame控件里面Commandbutton1控件(即“参考技术要求”)即可。标题栏里的信息已经输入作者的相关信息,使用Textbox.Text=Date语句将时间显示在对应的文本框里。在窗体右上方的Frame控件里个添加了一张图片,分别是实心式结构的齿轮和孔板式结构的齿轮。窗体的右下方用于确定轮毂尺寸,对于齿轮来说,轮毂直径一旦确定,轮毂高度和键槽宽度也就随之确定了,所以用户只要需要输入轮毂直径,见图4-10。
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图4-10 参数化绘图窗体
先画在A3图纸画小齿轮如图4-11。
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图4-11 小齿轮绘图
再画在A2图纸画大齿轮如图4-12。
图4-12 大齿轮绘图
如图所示,本设计在绘图结束以后能够实现自动标注尺寸和圆跳动,并且能够自动显示技术要求和标题栏等。 4.4 设计实例
以上窗体中采用的数据均来自参考资料[3]中的一个例题。
实例:设计带式输送机减速器的高速级齿轮传动。已知输入功率P1=10KW,小齿轮转速n1=960KW/min,齿数比u=3.2,由电动机驱动,工作寿命15年(设每年工作300天),两班制,带式输送机工作平稳,转向不变。
例题设计结果与使用本设计得到的结果基本相同,略有误差。而且主要误差是设计过程中的各种参数的误差,最终结果之间误差很小,可以忽略。见表4-1和表4-2。
设计过程中的参数。
表4-1 设计过程中部分参数对比
分度圆直径 法面模数 实例 64.17mm 1.82 表4-2 部分最终参数对比
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本设计系统 63.90352mm 1.795912 安徽理工大学毕业设计
齿数 分度圆直径 齿轮宽度 小齿轮 大齿轮 小齿轮 大齿轮 小齿轮 大齿轮 螺旋角 中心距 法面模数mt 实例 31 99 63.9mm 204.09mm 65mm 70mm 14°2'5" 134mm 2 本设计系统 31 99 63.91mm 204.09mm 64mm 69mm 14°19'12" 134 2 在进行齿面弯曲疲劳强度计算时,使用本设计得到的分度圆直径是63.90352mm,而例题的结果为64.17mm,经分析影响分度圆直径的各个参数,最后发现造成的误差的主要原因是齿向载荷分配系数KHβ相对较小,从而导致载荷系数K变小,根据分度圆校正公式d1?d1t?3K/Kt可知,分度圆直径就会变小。虽然齿向载荷分配系数KHβ拟合的结果与实际差距很小,可以忽略,还是会有一定的误差存在。
在进行弯曲疲劳强度计算时,使用本设计得到的法面模数是1.795912,而例题的结果为1.82。导致法面模数较小的原因是齿向载荷分配系数KFβ相对较小,从而导致从而导致载荷系数K变小,最终结果就是弯曲疲劳强度计算得到的法面模数变小。本设计中KFβ的值由拟合的方程计算所得,虽然结果与实际相比误差较小,当还是造成法面模数值变小。
虽然由齿面弯曲疲劳强度计算得到的分度圆直径相对较小,但是最终模数选择的都是2,所以最终各种齿轮参数基本相同。本设计中齿轮宽度计算出来后用四舍五入圆整直径得到最终值,而例题中特意将齿轮宽度值末尾数设为5或者0,所以导致齿轮宽度值略有不同。
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结论
本系统替代了传统斜齿轮传动设计的大量手工计算和查表过程,改变了传统的设计方式,大大提高了效率,使设计更方便、快捷、正确。运用本系统进行设计,用户只需输入原始数据,便可完成设计,避免了因为计算错误造成的设计失误和成本损失,大大提高了设计者的工作效率,缩短了设计周期。在AutoCAD界面自动绘图方便、快捷,省去了人工绘图的繁琐,效率进一步提高。用户也可以根据设计要求修改数据,并按计算机提示的要求进行数据输入后,就可以得到满意的设计结果,从而达到设计要求。
本设计最大的不足之处就是在Auto CAD界面自动绘图时,齿轮零件图的公差标注不全而且不标准。
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