圓柱齒輪減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)

摘 要：文章將通過對減速器特征的解析，從特征中抽象出特征參數(shù)，再對特征參數(shù)進(jìn)行分析，得到參數(shù)模型。以AutoCAD為平臺并結(jié)合VBA語言，對圓柱齒輪減速器參數(shù)化方法進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：圓柱齒輪減速器；AutoCAD；VBA；參數(shù)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.048

圓柱齒輪減速器在傳動中具有效率和可靠性高，工作壽命長，維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是在傳統(tǒng)減速機(jī)設(shè)計(jì)過程中，主要是通過人工設(shè)計(jì)完成，比如減速器的設(shè)計(jì)過程和強(qiáng)度校核。這樣就會出現(xiàn)設(shè)計(jì)周期長、設(shè)計(jì)計(jì)算過程繁瑣、效率低下等不足而且還容易出現(xiàn)誤差和錯(cuò)誤。采用參數(shù)化設(shè)計(jì)，就能夠借助計(jì)算機(jī)軟件代替人工進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的設(shè)計(jì)、比較、分析和確定最終方案，讓生產(chǎn)企業(yè)憑借高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本在市場中占有一席之地。

1 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)

參數(shù)化設(shè)計(jì)（Parametric Design）是工程師們根據(jù)產(chǎn)品需要而提出的一種設(shè)計(jì)方法，主要是通過修改零部件中的尺寸約束和幾何約束，完成對零部件相關(guān)的設(shè)計(jì)和更改，以實(shí)現(xiàn)圖形的參數(shù)驅(qū)動。其本質(zhì)思想就是使用幾何約束和尺寸約束來定義和修改幾何模型，當(dāng)修改某一約束時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)零件圖隨之更改，以便達(dá)到參數(shù)化驅(qū)動的效果。

2 圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

2.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)工具

VBA是微軟公司研發(fā)出來的一種通用的自動化計(jì)算機(jī)語言，將經(jīng)常使用的程序?qū)崿F(xiàn)自動化，并可以創(chuàng)建自定義的解決方案。VBA被集成到Auto-CAD中，使其與AutoCAD中的Activex自動化對象模型進(jìn)行有效的結(jié)合在一起，是一種新型的定制AutoCAD的模式構(gòu)架。這樣就可以實(shí)現(xiàn)通過VBA來操作AutoCAD軟件達(dá)到控制ActiveX和其它一些應(yīng)用程序，從而實(shí)現(xiàn)交互功能。

2.2 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)

根據(jù)已知條件輸入功率、齒輪轉(zhuǎn)速、傳動比、工作壽命等已知條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終確定嚙合直齒圓柱齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、分度圓直徑、中心距。

（1）初選小圓柱齒輪齒數(shù)Z1（為避免根切，Z1≥17）。

（2）根據(jù)傳動比計(jì)算大齒輪齒數(shù)Z2。

（3）根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由公式計(jì)算小圓柱齒輪分度圓直徑。

（4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由公式計(jì)算模數(shù)。

（5）確定直齒圓柱齒輪的模數(shù)。由于模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度決定齒輪的承載能力，而齒輪的承載能力由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定，只和齒輪直徑相關(guān)，所以可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)就近圓整為其標(biāo)準(zhǔn)值。

（6）計(jì)算大小齒輪齒數(shù)：小齒輪齒數(shù)（取整），大齒輪齒數(shù)Z2=（取整）。

（7）幾何尺寸計(jì)算：①計(jì)算分度圓直徑，。②計(jì)算中心距。③計(jì)算齒輪寬度。

3 圓柱齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)

圓柱齒輪參數(shù)化界面的設(shè)計(jì)以及后臺VBA程序的編寫，通過編寫程序從而滿足設(shè)計(jì)要求的特定功能。首先通過查閱相關(guān)資料，根據(jù)已知條件，確定傳動比的分配原則，從而進(jìn)行傳動比的分配。VBA中進(jìn)行傳動比分配的VBA程序如下：

4 結(jié)語

文章以圓柱齒輪減速器為例，開發(fā)了結(jié)合VBA語言以AutoCAD為平臺的參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺，實(shí)現(xiàn)了圓柱齒輪減速器傳動比的分配，能夠進(jìn)行圓柱齒輪減速器中圓柱齒輪的基本設(shè)計(jì)，減輕了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度并且提高了圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)的可靠性。由于設(shè)計(jì)了可視化人機(jī)交互界面，從而使產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率、產(chǎn)品的質(zhì)量大大的提高，設(shè)計(jì)周期大幅的縮減，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾洪飛.AutoCAD VBA&VB.NET;開發(fā)[M].北京：電力出版社，2008.

[2]駱?biāo)鼐?，朱詩?機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006（06）.

[3]郭連水，宋建平，戴約真.基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法[J].航空學(xué)報(bào)，1994，15（10）：1201-1206.

作者簡介：戈立江（1989-），男，山東德州人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造。