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优化设计齿轮几何参数编程原理解密

本文系另外全自动[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。<休闲裤/p>

河海大学常州校区 胡瑞生 2009. 10 . 18

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本程序适用于: 速比 u u > 4 尚需作局部修正

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己知: 产品的工作条件: 中心距 [A`] , 速比 [u]

步骤00 1 起步假设 [Z1齿 经验值]

if ( u 1.25 .and. u 1.50 .and. u d. u 2.00 .and. u 2.50 .and. u 3.00 .and. u 3.50 .and. u 4.00 .and. 进1步提升了实验效力u 4.50 .and. u 5.00 .and. u 5.50 .and. u 6.00 ) Z1 = 14.0

Z1 = Z1

Z2 = int ( Z1 * u +0.50 ) 取整数

u = Z2/ Z1

齿 数 比[ u] ≡ u

步骤002起步假设螺旋角 [ β 经验值 ]

if ( u 1.25 .and. u 1.50 .and. u 1.75. and. u 2.00 .and. u 2.50 .and. u 3.00 .and. u 3.50 .and. u 4.00 .and. u 4.50 .and. u 5.00 .and. u 5.50 .and. u 6.00 ) β= 6.0

β= bff

jtt = Atan ( tand (20) /Cos( bff) )

压力角 [初值][αt] = jtt

步骤00芯柱3 导出 [Axi] 几何性能综合参数概念

令 [Axi] ≡ Cos(αt) / [ 2*Cos(β)*Cos(α`) ]

此系数综合包含螺旋角. 压力角. 啮合角因子,拆卸不当会造成摆锤力矩及冲击中心位置产生变化； 意义很重要

中心距 [A`] ≡ Mn *Z1 *(1+u) *Axi

常规采用 [V+] 变位体制齿轮 [V-变位制不利于强度]

Axi* Cos(β)≥ 0.5; Axi ≥ 0.5 / Cos(β)

β= 5, Axi≥ 0.5019 β=10, Axi≥ 0.5077

β=15, Axi≥ 0.5176 β=20, Axi≥ 0.5320

β=22, Axi≥ 0.5392 β=24, Axi≥ 0.5473

故 [Axi]max = 0 .5473, [Axi]min = 0.5019

步骤004 计算 模 数

[Mn]min ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5473 )

[Mn]max ≌ A`/ ( Z1*(1+u)*0 .5019 )

将模 数化为标 准 值 [Mn]≡,Mn

[Mn]≡Mn, call Xg (ch,Mn ) 询问满意否 ?

可人工回答, 如不满意, 可输入新值

步骤1000 计算啮合角, 先检验以下算式中有否 [Acos]> 1之情况

Mn*Z1*(1+i) /[2*A`] ≡ tan (20)* Cos(α`)/ Sin(αt)

令 yyy = 0.5* Mn *Z1*(1.0+ u ) / A`

Cos(α`) ≡ yyy * Sin(αt ) / tan (20)

tan (αt) ≡ tan (20) / Cos(β)

aaa = yyy * Sin(jtt) / tand (20)

[Acos] = aaa

步骤011 计算啮合角

if (aaa >1.0 ) then

bff = bff -1.0修正 [β`] = bff

jtt = Atan( tand (20 ) / Cos(bff) )

goto 步骤 011 end if

jpt = ACos ( aaa )

步骤1200检验啮合角. 螺旋角.值之范畴是否合理 ?

if ( jpt >20 .and .jpt 5.0. and. bff27 ) then

bff = bff +1.0修正 [β`] = bff

jtt = Atan( 防菌涂料tand (20)/Cos(bff) )

goto 步骤1000 end if

步骤016 if ( bff 24 ) then

Z1 = Z1+ 1.0 u = Z2/Z1

go to步骤1000 end if

步骤1800 检验中心距系数

Axo = A` / ( Mn *Z1 *(1.0 + u ) )

中心距系数 [初值][Ax]o ≌ Axo

[Axi] = Cos( jtt ) / ( 2.0 *Cos( bff ) *Cos(jpt ) )

修正中心距系数值 [Axi] ≡ Axi

步骤020 if将遭到愈来愈多的商家的青睐 (Axi > 0.5019. and. Axi 0.576 ) then

Z1= Z1+1.0u = Z2/Z1

go to步骤1000 endif

步骤022if ( Axi 20.0. and. jpt 0.5*Mn ) then

Bff = bff +0.5

修正 [β`] ≡bff

jtt = Atan( tand (20)/ Cos(bff) )

goto 步骤 1000 endif

步骤034 检验中心距之误差 ttt

if (ttt >0.05 ) then

Ccc = 0.5*Mn *Z1*(1.0+ u) * Cos(jtt)/ A` / Cos(bff)

jpt = ACos( Ccc )

修正啮合剃须刀角[α`] ≡ jpt

goto 步骤 1200 endif

jpt = jpt

核定 啮合角 [α`]i ≡ jpt

jtt = ASin (2.0 *tand(20) * Cos(jpt) *Axi )

核定压力角[αt] ≡ jtt

Bff = ACos( tand (20) / tan(jtt) )

核定螺旋角[β] ≡ bff

jtt = Atan ( tand (20) / Cos( Bff) )

核定压力角[αt] ≡,jtt

设计核算通过

步骤035 优化选择齿顶高系数

if( u d.. d.. u5.50 ) han = 0.90

推荐齿顶高系数 [han] ≡ , han

call Xg (ch,han )

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。

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。

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