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齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨.pdf

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第33卷第5期 齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨 55文章编号:1004—2539(2009}05—0055—05齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨(长治职业技术学院,山西长治046011) 张 伟 侯克青 徐 荣摘要主要探讨齿轮变位系数的大小与齿轮各系数、尺寸之间的变化关系,以便于为变位齿轮及变位齿轮传动的研究和尺寸计算以及变位系数的选择提供依据。关键词齿轮变位系数变位齿轮传动 关系曲线AutoCAD VIi.NET ActiveX0引言随着生产的发展,变位齿轮传动在各种机器中的应用会越来越多。变位系数是变位齿轮及传动的一个主要参数,变位系数石l、菇2的确定和选配,不仅与齿轮传动的尺寸及啮合特性有关,而且与承载能力也有关。设计齿轮传动时,用变位系数选择线图…1选择出相对比较合理的变位系数组合菇1、茗2的值以后,因为现有的《机械设计手册》或相关资料上还没有较完整、较准确的有关齿轮变位系数的大小与齿轮各系数、尺寸之间的变化关系曲线和对应的数值,所以不能很快判定所选变位系数是否为最佳,也不能马上得到齿轮的相关性能参数、系数和尺寸。为了解决这些问题,我们给出了齿轮变位系数的大小与齿轮各系数、尺寸之间的变化关系式、变化曲线和对应值,并用VB.NET语言对AutoCAD进行了二次开发,通过程序设计控制Auto.CAD进行绘图。这样做一方面保证了计算数据的精确度;同时保证了绘制曲线的准确,曲线可1:l绘制,方便图形的后期处理和数值比对。还给出了编程的基本步骤,通过相关对象方法控制AutoCAD进行绘图。1变位系数与齿轮各系数、尺寸之间的关系式inv口,:坐坐型 +·口[2134rant/mylrⅣ口’=~+口孑1十92:等譬(等一1)[2]xsY2 T L忑一盯=菇l+茗2一),[2]36等=∥地一盯等=∥+x2-a[2347/?'/91COSt/口口1 2锄咖百陇2COS∥2]∞口422眦008■i■%=sl老一2rdl(inv%一inv口) (8)s口2=s2老一2r.2(inv口以一inva)㈨ (9)£4=去[gl(tan%一rant/’)+z2(tana以一tant/’)][2】42(10)式中m——齿轮的模数,nlln彳l、石2——分别是相啮合两齿轮的齿数a——齿轮的分度圆压力角,radkL齿顶高系数菇l、菇2——分别是相啮合两齿轮的变位系数口7——齿轮传动啮合角,tadY——分度圆分离系数盯——齿顶高变动系数h。1、^。厂分别是齿轮1和齿轮2的齿顶高,mm口。l、aa2——分别是齿轮1和齿轮2的齿顶圆压力角,radkl、k2——分别是齿轮1和齿轮2的齿顶圆半径,I砌s。l、s以——分别是齿轮1和齿轮2的齿顶圆齿厚,lnnlsl、s2——分别是齿轮l和齿轮2的分度圆齿厚,n-fine。——重迭系数2程序设计本文中计算公式复杂,对数值的计算精度要求高,因此设计式中采用VB.NET进行数据计算,并利用VB.NET平台对AutoCAD进行二次开发,精确绘制相关曲线。VB.NE3“二次开发AutoCAD是基于微软AcfiveX自动化界面技术(ActiveX Automation Interface)的【3]3。它适用于OLE对象与ActiveX对象,它准许一个应用程序操纵另一应用程序中实现的对象,通过在两个程序之间安排对话,达到一个程序控制另一个程序的目、,、,、,、,、,、,、,nQ@@@∞0万方数据机械传动 2009正的。这两个程序在进程中是不平等的,一个是客户程序,一个是服务程序。客户程序是操纵者和控制者,服务程序是被控制者。这里,VB.NET是客户程序,Auto—CAD是服务程序。由于Ⅶ.NET与AutoCAD运行在不同的内存空间,所以进行二次开发时首先必须将其与AutoCAD进行连接【4|。连接后,就可以在VB.NET中调用AutoCAD对象及其下级对象的属性和方法等,完成在AutoCAD环境中的图形绘制和编辑等操作。应用VB.NET二次开发AntoCAD应用程序的一般步骤为:连接At加cAD;定义AntoCAD对象模型;编写应用程序。具体开发步骤如下(以Au缸瑚)加04为例):1.创建新的项目,引用AutoCAD对象库。具体方法是:运行VB.NET,创建一个新的项目;打开项目菜单,选择添加引用,再选择COM,复选AuwCAIY2004Type Library。2.创建AutoCAD对象变量,连接AutoCAD。定义AutoCAD对象变量AcadApp,由代码:Dim AcadApp AsAutoCAD.AcadApplication实现。启动并连接AutoCAD由“连接AutoCAD”过程实现,代码如下:Sub连接AutoCAD()On Error Resume NextAcadApp 2 GetObject(,”AutoCAD.Application”)If Err.Number ThenErr.Clear()AcadApp=CreateObject(”AutoCAD.Application”)If Err.Number ThenMgSox(”不能运行AutoCAD,请检查是否安装了AutoCAD2004”)Exit SubEndⅡEnd IfAcadApp.Visible=True’界面可视AcadApp.WindowState=AutoCAD.AcWindowState.acMax’界面最大化AppActivate(AcadApp.Capt.10n)’显示AutoCAD界面End S1Ib3.设计窗体,赋初值。赋初值一般在Forml_Load事件中完成,如图1所示。4.给定并:的值,变化茹-,计算齿轮各参数(由于公式中较多的用到了三角函数,因此要引入命名空间 图1程序界面System.Math,导入Math数学类)。计算结果保存在名为Mydata的Double型数组中,方便绘制曲线时调用。5.绘制曲线。定义轻便多义线对象plineobj,利用AddLightweightPolyline方法绘制出我们需要的曲线,应用该方法时应注意给出各顶点的二维坐标。方法为:plineobj=AeadApp.ActiveDocument.ModelSpace.AddU出tweightPolyline(Mydata)6.重复第4步、第5步。3变位系数与齿轮各系数、尺寸之间的变化关系以m=lmm;口=2俨;二l 2 25;Z2 2 38;h。”=1;c‘=0.25为例。表1变位系数z1、z2与啮台角。’之间的关系\口,/一\翱式一0.1278 一O.0978 —0.0678 O.0322 O.6222 1.1222一1.∞19 O.134l 0.1509 O.1646 O.1988 0.3015 0.3517—0.5919 O.2678 O.2723 O.2767 O.29口3 0.3517 0.3899一O.0919 O.3286 0.3316 0.3345 O.3438 0.3899 0.42120.4∞l O.3718 O.3741 O.3763 O.38=16 O.4212 0.,14800.9081 O.僦 0.4081 0.4099 0.4159 0.4480 0.4715I.柏81 0.4350 0.徜 O.4382 0.4434 O.4715 0.49261.908l 0.460l 0.4615 0.4629 0.4675 0.秘 0.5118图2啮合角a’与变位系数,l、钇的变化曲线从图2中可以看出来,随着菇1、省2增大,齿轮传动的啮合角口’也随之增大。且随着算l、并2的不断增大,齿轮传动的啮合角d 7的增大逐渐减缓。表2变位系数*.、z:与分度圆分离系数,之间的关系心 一0.1278 —.0.0978 —0.0678 O.0322 0.6222 1.1222一1.0919 —1.6314 一1.5592 一1.删 一1.3053 一O.5叭8 O.030I一0.5919 —0.8060 —0.7675 —0.7296 —0.6d74 0.030l 0.5016一O.0919 一O.2260 —0.1944 一O.1630 —0.0602 O.5016 O.啪O.硼l 0.2717 O.硼 0.3278 0.4200 0.9349 1.姗O.9嚼1 0.讹 O.748l 0.7739 O.踟 1.3409 I.72621.棚l 1.1408 1.1652 1.1894 1.嬲 1.72眈 2.09501.9嘴1 1.5359 1.55辨 1.5引9 1.6582 2.0950 2.4502从图3中可以看出来,随着互h耳2增大,齿轮传动万方数据第33卷第5期 齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨 57的分度圆分离系数),也随之增大。:‘ 缓薰x,=1.908122].豸。1荔 ∥1‘5二785二图3分度圆分离系数,,与变位系数xI、*2的变化曲线表3变位系数xl、x2与齿顶高变动系数一之间的关系心O'xI 一0.1278 —0.O卯8 —0.0678 0.∞22 O.6222 1.12:12—1.0919 0.4117 O.3胡5 O.3343 O.2456 O.0321 O.0002—0.5919 0.0863 O.仃玎8 O.0699 0.0477 O.0002 0.0287一O.0919 0.0063 0.0047 O.0033 0.0006 0.0287 O.0954O.4081 O.嘲6 0.0105 O.0125 0.0203 O.帜 0.18940.9081 O.0581 O.眺 0.0664 O.081l O.1894 0.304l1.4081 O.1395 O.145l O.1509 O.1708 0.304l 0.43531.9081 0.2444 0.2514 O.2584 0.282l O.4353 0.580IO.7心.送.1 O l 2】图4齿顶高变动系数a与变位系数却、x2的变化曲线衷4变位系数5l、。2与hol/m之间的关系、起砌\t 八、 一0.1278 —0.09r78 一O.0678 O.0322 O.6222 1.1222\矗一1.0919 O.4605 O.5326 O.5979 0.7866 1.590l 2.12:!o一0.5919 0.7859 O.8244 0.8622 0.9845 1.6ZⅪ 2.0935—0.0919 0.8658 O.89r75 O.9289 1.0317 1.5935 2.0268O.408l O.8635 0.8917 O.9197 1.0119 1.5268 1.93280.908l 0.8141 O.8400 0.8658 O.9510 1.4328 1.81811.408l 0.7327 0.7570 0.7812 0.8614 1.318l 1.68691.9|D81 O.6277 O.6508 O.6738 O.7501 1.1869 1.542l32 户蕹.么-1 , o l 2 知x,=-o.59187785334814图5 hal/m与变位系数zl、z2的变化曲线表5变位系数。l、。2与h。2/m之间的关系\延/m\t 一O.1278 一O.0978 —0.0678 O.0322 O.6222 1.12:12八心.一1.0919 —0.5036 —0.4614 一O.4262 一O.3374 —0.1240 —0.0920—0.5919 0.3219 O.3303 0.3382 O.3604 O.4080 O.3795—0.0919 O.9018 0.9034 0.90牾 0.90r76 O.删 O.8127O.408l 1.3995 1.3976 1.3956 1.3878 1.3127 1.21870.908l 1.8姗 1.溯 1.8417 1.8270 1.7187 1.60401.408l 2.2687 2.2630 2.2572 2.2373 2.1040 1.9r7281.9D引 2.6637 2.6568 2.6498 2.6260 2.4728 2.328l3-、’、 :≥=:=兰 、\删.90812214●■■●ooooo一 —、\捌.408122ld1,,r ~簟l=加.0918778。/ 二———————一自=.O.5918778-1,0 /‘^i.091877853348141《-l .//石…聊嘲,一图6 h.21m与变位系数。l、%2的变化曲线表6变位系数*1、x2与齿轮1齿顶圆压力角a。l之间的关系、OjlNal/春X1 一O.1278 —0.0978 —0.0678 0.0322 0.6222 1.12:12一1.0919 0.伽 0.4481 O.4583 0.髑 0.5851 O.6379—0.5919 0.镐62 O.4917 0.4969 O.5134 0.5885 0.6353一O.0919 O.4974 O.5017 O.5060 0.5195 0.5855 O.6290O.4081 O.4971 O.5010 O.5048 O.5170 O.5783 O.62∞0.908l O.讹 O.4938 0.49'74 O.5090 0.5679 O.60871.408l 0.4786 O.482l 0.4856 0.绷 O.5547 0.59531.908l O.4629 0.4664 0.4699 O.4811 0.52190 O.5799万方数据58 机械传动 2009年矽彦粼戮1霹.1 0 l 2图7齿轮1齿顶圆压力角口口I与变位系数zl、*2的变化曲线 图9齿轮1齿顶圆齿厚Sal与变位系数*l、X2的变化曲线表7变位系数zl、x2与齿轮2齿顶圆压力角a。2之间的关系 衷9变位系数zI、x2与齿轮2齿顶圆齿厚s。2之间的关系\g以/ra八Xl\\ 一0.1278 一O.0978 —0.0678 0.0322 O.62:12 1.1222钇\忒一1.0919 O.2643 0.2726 O.2793 O.绷 0.3305 O.3354—0.5919 O.3923 O.3933 0.3943 0.397l O.4029 O.39914一O.0919 0.4576 O.4578 O。4579 0.4582 O.4553 0.44840.4081 0.5049 O.5047 O.5046 O.5039 0.4971 0.4885O.908l 0.5427 O.54,弭 0.5420 0.5409 0.5321 0.52261.4081 0.5745 O.574l O.5737 0.5722 O.5623 O.55231.9081 O.602l O.6016 0.6012 O.5996 O.5890 0.57889图8齿轮2齿顶圆压力角aa2与变位系数xl、*2的变化曲线袭8变位系数xl、*2与齿轮l齿顶圆齿厚s。I之间的关系\SLa。l/TN\NN≮ 一O.1278 一O.09r78 一O.蝴 O.0322 0.62拴 1.122、矗一1.0919 1.1415 1.1021 1.0668 O.9652 O.5203 0.撕一0.5919 O.&421 0.8269 0.8117 O.’7618 0.4790 O.2464一O.0919 0.7613 0.7519 O.7425 O.7108 0.5159 0.蚴O.408l 0.7636 0.7579 0.7521 0.7323 0.6010 0.47570.9081 0.8139 O.8110 O.8080 O.7974 0.7179 0.633l1.4081 0.8944 0.8938 O.8932 O.8904 O.8556 O.80681.9|嗯1 0.99|37 0.9953 0.9967 1.0009 1.0065 O.9905、是l/血爪Xl 一0.1278 —0.0978 —0.0678 0.0322 0.62二琵 1.12:2N一1.0919 1.嘶 1.0518 1.0338 0.9862 O.8583 0.8377一O.5919 0.9066 0.9000 O.8938 O.8762 0.8381 0.86儿一O.0919 0.78嘴 0.7793 O.7779 O.7753 O.8019 O.86390.408l 0.6642 O.666l O.6683 O.6766 O.7562 O.8534O.9081 O.5516 0.5565 O.5614 0.5788 0.7042 O.83351.4081 0.4413 0.4486 0.4559. 0.4811 O.6474 O.80651.908l 0.3324 O.3418 0.3513 0.3834 O.587l O.7738=垫 ∑. j斓12214665186、 歹州朋187侧酊81221221—46651蓁868122146651芗 //86一,.1 O l 2 五图lO齿轮2齿顶圆齿厚s。与变位系数xl、x2的变化曲线表10变位系数xl、。2与重迭系数£。之间的关系\心一0.1278 一O.09r78 —0.蝴 O.∞22 0.6222 1.12:12—1.0919 2.1391 2.0780 2.0317 1.9245 1.5936 1.3789—0.5919 1.8544 1.8408 1.8274 1.7845 1.5539 1.3664—0.0919 1.7196 1.7102 1.700r7 1.6692 1.4795 1.3128O.408l 1.5909 1.5833 1.5757 1.潮 1.3864 1.23630.908l 1.4583 1.4520 1.4456 1.锄 1.2805 1.14431.408l 1.3193 1.3141 1.30昭 1.2903 1.1642 1.04041.9D8l 1.1729 1.1686 1.1642 1.1488 1.0387 O.9265万方数据第33卷第5期 齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨zF置产舻舻置尸一881221466蠢518越608122146651860812214665 86 蕊……~\=~=、1~=.1 0 1 2 】图ll重迭系数e。与变位系数zl、z2的变化曲线4结语研究并给出了齿轮变位系数的大小与齿轮各系数、尺寸之间的变化关系,其研究成果可以应用于齿轮尺寸的计算、变位系数的选择,借助于该变化关系可以选配出满足不同生产实际要求的变位系数。例如:按不同的啮合角口’、不同的重迭系数e”不同的齿顶圆齿厚%1、s。2要求选配不同的变位系数茗1、菇2,也可以判断出若要增大或减小啮合角口’、重迭系数£¨齿顶圆齿厚s。。、5a2时,应该如何选配变位系数菇l、菇2值。参 考 文 献【l】西:ll:a-业大学机械原理及机械零件教研组.机械设计[M].上海:人民教育出版社,1978:235.[2]天津大学主编.机械原理[M].上海:人民教育出版社,1979:30—47.[3]张晋西.Visual Basle.NET二次开发AutocA.D范例精解[M].北京:清华大学出版社,2004:1.[4]陈立新,赵红梅.基于VB.NET的Autoc_AD二次开发[M].计算机应用.2006(6):13—15.收稿日期:20090601作者简介:张伟(1975一),男,山西长治市人,在读工程硕士,讲师(上接第54页)图4臂外自动清洗及喷涂 图5管外自动清洗及喷涂机器人实物图 机器人原理图4结论通过对几种能实现往复运动的机构的比较和研究,设计了不完全链匀速往复摆动机构。充分发挥了链传动的特点,合理地将单排链和双排链结合起来,设计了一种全新的匀速往复运动机构。以某一管外自动清洗及喷涂机器人为实例进行设计计算。该机构结构简单、稳定性好,能够适应多种恶劣的工作条件,有较好的应用前景。参 考 文 献[1]郑志峰.链传动设计与应用手册[M]北京:机械工业出版社,1992:l一3.[2]孟繁忠.链条链轮产品设计与检测[MHE京:机械工业出版社,1996:l一5.[3]王成军.管外自动喷涂机器人的研究[D】.淮南:安徽理工大学,2007:刀一43.[4]吴宗泽.机械设计实用手册【M].北京:化学工业出版社出版,1999:965—966.[5]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,165—184.收稿日期:20081118作者简介:茅矛(198/一),男,江苏东台人,在读本科生万方数据齿轮变位系数与齿轮各系数和尺寸之间变化关系探讨作者: 张伟, 侯克青, 徐荣作者单位: 长治职业技术学院,山西,长治,046011刊名: 机械传动英文刊名: JOURNAL OF MECHANICAL TRANSMISSION年,卷(期): 2009,33(5)被引用次数: 3次参考文献(4条)1.西北工业大学机械原理及机械零件教研组 机械设计 19782.天津大学 机械原理 19793.张晋西 Visual Basic.NET二次开发AutoCAD范例精解 20044.陈立新;赵红梅 基于VB.NET的AutoCAD二次开发[期刊论文]-计算机应用 2006(06)本文读者也读过(9条)1. 王贵余.刘忠智 观赏羽衣甘蓝采种栽培技术[期刊论文]-种子科技2004,23(1)2. 张旭红 渐开线直齿圆柱齿轮变位系数公式的探讨[期刊论文]-陕西煤炭2004,23(2)3. 李淑丽.傅伟.袁强.叶贵清.柳青松.LI Shu-li.FU Wei.YUAN Qiang.YE Gui-qing.LIU Qing-song 渐开线斜齿圆柱齿轮变位系数极值研究[期刊论文]-兰州工业高等专科学校学报2008,16(1)4. 刘隽哲.邹登纪.张华.钟承鲲.HU Jun-zhe.ZOU Deng-ji.ZHANG Hua.ZHONG Cheng-kun 基于中心距约束条件下啮合齿轮变位系数的选取[期刊论文]-装备制造技术2010(4)5. 利用齿轮变位原理求解单个齿轮变位系数[期刊论文]-机械工程师2009(11)6. 陈素燕 为AutoCAD添加个性菜单[期刊论文]-内江科技2007,28(2)7. 傅伟.柳青松.袁强.张斌.FU Wei.LIU Qing-song.YUAN Qiang.ZhANG Bin 基于齿顶厚约束条件下的直齿圆柱齿轮变位系数研究[期刊论文]-中国制造业信息化2009,38(9)8. 赵振江.Zhao Zhenjiang 逆向法选择渐开线齿轮的变位系数[期刊论文]-机械传动2008,32(4)9. 李淑丽.傅伟.柳青松.叶贵清.LI Shu-li.FU Wei.LIU Qing-song.YE Gui-Qing 渐开线直齿圆柱齿轮变位系数极值的研究[期刊论文]-中国制造业信息化2009,38(1)引证文献(3条)1.余志永.郑清春.郭津津.李纪峰 直齿变位齿轮的参数化设计及优化[期刊论文]-重型机械 2012(5)2.余志永.郑清春.郭津津.李纪峰 直齿变位齿轮的参数化设计及优化[期刊论文]-重型机械 2012(5)3.李铭忠.朱坚明.郭二廓.洪荣晶 变位渐开线斜齿圆柱齿轮接触线长度参数化计算[期刊论文]-机械设计与制造2013(3)本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_jxcd200905019.aspx
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