滚齿差动挂轮的计算机辅助选择

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1、 本科毕业论文〔设计〕 论文题目：滚齿差动挂轮的计算机辅助选择 学生姓名： 所在院系： 机电学院 所学专业： 机电技术教育 导师姓名： 完成时间： 摘 要 在滚齿机床上加工齿轮时，需要计算挂轮，但是差动挂轮的计算选择尤其繁琐，在齿轮传动中，螺旋齿(斜齿轮)运动和动力的传递是依靠接触轨迹沿着轴向移动实现的，因此斜齿轮的加工精度直接影响了斜齿轮的工作平稳性。 而斜齿轮的各种机械加工方法中，其首要步骤是进行差动挂轮选择计算， 但是由于传统的手工计算来选配挂轮是达不到快速准确的要求的，基于上述原因，我们在研究差动挂轮选择算法的根

2、底上，运用了计算机技术开发了机床差动挂轮选择软件，选择这个课题的目的就是改变传统的滚齿机差动挂轮的选择，找到一种简便快捷精度高的方法，代替传统那种费时而且容易出错的查表法，这种方法精度很低，有时侯甚至出现调整机床的挂轮配备和安装条件不能满足挂轮分配计算的要求。 关键词：滚齿机差动挂轮数据库，计算精度，c语言程序，计算机，比值挂轮表 Differential gear hobbing selection of computer-aided Abstract Gear hobbing machine processing in bed when the gear requirement

3、s, but the calculation of the differential gear selection especially cumbersome in gear, the helical gear (helical gear) movement and the driving force is to rely on the transmission of axial movement along the access track to achieve, so the machining precision helical gear has a direct impact on t

4、he work of helical gear stability. The use of computer-assisted support options to meet on the set is equipped with gear requirements. In this paper, the use of computer technology to solve differential gear selection tools that exist in the database form, gear and traditional methods to find the

5、problem of low accuracy, improved differential gear machine tool accuracy and search speed, the actual production to meet the needs . Keywords ：Gear cutting machine, Precision, Computer, Program. 目 录 前言 1 1 滚齿差动挂轮的计算机辅助选择的开展 1 2 主要研究内容 2 3 国内外研究现状 2 4 滚齿差动挂轮的计算机辅助选择根本原理 2 4.1 挂轮的选择

6、原理 2 4.2 挂轮的计算与选择 3 4.2.1 挂轮的选择 3 4.2.2 差动挂轮分配计算与数据库的生成： 5 5机床传动系统分析 6 6 5.1.1 主运动传动链 6 5.1.2 分齿运动传动链 6 5.1.3 轴向进给运动传动链 7 7 5.2.1 主运动传动链 7 5.2.2 分齿运动传动链 7 5.2.3 轴向紧急运动传动链 8 5.2.4 运动传动链 8 6 程序思路 9 7 程序设计 10 11 7.2 程序流程 11 7.3 c语言程序框图 12 7.4滚齿机差动挂轮的计算机辅助选择的c 语言程序 13 结束语 16 致谢

7、17 参考文献 18 前言 滚齿机加工齿轮时需要计算挂轮，特别是加工斜齿圆柱齿轮，大质数圆齿轮和用切向走刀加工蜗轮时还需要计算差动挂轮。由于差动挂轮的速比时一个复杂的数据，假设采用手工计算其运算过程很容易出错，同时也难于搭配成满足要求的实用挂轮，即使采用查表法也很繁琐。 在齿轮传动中，螺旋齿(斜齿轮)运动和动力的传递是依靠接触迹沿轴向移动实现的，因此斜齿轮的加工精度直接影响着斜齿轮工作的平稳性。而在斜齿轮的各种机械加工方法中，其首要步骤是进行差动挂轮选择计算。因为差动挂轮给工件以附加运动，切出螺旋齿，因此它的分配计算精度就决定了被加工齿轮螺旋角的加工精度。 另外，差动挂轮的速

8、比值直接影响被加工齿轮的精度，只有精确选用挂轮才能满足加工要求。如果我们利用计算机运算速度快，计算精度高且具有很强的逻辑判断能力这一特点编写相关的应用程序，就能很好的解决上述问题。 1 滚齿差动挂轮的计算机辅助选择的开展 在齿轮传动中，螺旋齿(斜齿轮)运动和动力的传递是依靠接触迹沿轴向动实现的，因此斜齿轮的加工精度直接影响着斜齿轮工作的平稳性。而在斜齿轮的各种机械加工方法中，其首要步骤是进行差动挂轮选择计算。因为差动挂轮给工件以附加运动，切出螺旋齿，因此它的分配计算精度就决定了被加工齿轮螺旋角的加工精度。 传统的挂轮计算方法是采用传动比计算和图表相结合的方法，即首先计算出传动比的数值，然

9、后利用因数分解法、渐近法、直接加合法、比重加合法、校正乘合法等方法，再根据其相应的图表，查出与该传动比相对应的挂轮齿数。这些方法费时、易出错，并且挂轮分配计算精度低，甚至出现被调整机床的挂轮配备和安装条件不能满足挂轮分配计算的要求。 通常机械加工中所配备的挂轮有54种，齿数从20齿～127齿，按照54种齿轮，每4个齿轮一种组合，那么一共有99985110种不同的组合。显然通过手工计算来选配挂轮是达不到快速、准确的要求的。 基于上述原因，我们在研究了差动挂轮选择算法的根底上，运用计算机技术开发了机床差动挂轮选择软件，满足了用户根据自己实际机床挂轮配备情况进行设置的需求，并在实际应用中取得了良

10、好的效果。 在中国滚齿差动挂轮的计算机辅助选择取得成绩的同时，也必须看到我们的企业对它仍存在很大的误区。主要是对计算机辅助选择的认识缺乏，缺乏这方面的开展战略。没有从企业开展战略的高度去思考其的重要性，更别说实施。他们主要选择方式仍然是传统的人工查表模式。 至于什么是计算机辅助设计，如何开展，完全一窍不通，有局部企业甚至觉得自己在传统行业里已经做得很不错，不需要花精力开拓计算机辅助设计。这种目光短视的行为给企业带来的是在信息化进程中企业抗风险能力差，丧失可能的开展时机。 2主要研究内容 通过课本的学习了解滚齿差动挂轮的计算机辅助选择原理和根底知识，比拟传统的挂轮选择的弊端缺乏。意识到一

11、种新型的选择方式的开发的重要性。在研究的前期对c语言有了深刻的了解，根据工作的实际需要编写c语言程序的框图，编写出了一套正确的程序用于选择滚齿机差动挂轮，调试程序界面。计算传动比且传动比必须满足装配条件， 运用了计算机技术开发了机床差动挂轮选择软件，满足了用户根据自己实际机床挂轮配备情况进行设置的需求。进行差动挂轮选择计算，检测挂轮能否正确的安装和啮合。 3 国内外研究现状 在中国滚齿差动挂轮的计算机辅助选择取得成绩的同时，也必须看到我们的企业对它仍存在很大的误区。主要是对计算机辅助选择的认识缺乏，缺乏这方面的开展战略。没有从企业开展战略的高度去思考其的重要，更别说实施。他们主要选择方式仍

12、然是传统的人工查表模式。至于什么是计算机辅助设计，如何开展，完全一窍不通，有局部企业甚至觉得自己在传统行业里已经做得很不错，不需要花精力开拓计算机辅助设计。这种目光短视的行为给企业带来的是在信息化进程中企业抗风险能力差，丧失可能的开展时机。 4滚齿差动挂轮的计算机辅助选择根本原理 4.1 挂轮的选择原理 在滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时，需计算和调整差动挂轮，从机床配备的变换齿轮中选出4个符合条件的齿轮作为差动挂轮。现以Y3180 H型滚齿机为例，该机配备了53个变换齿轮，设被加工齿轮的法向模数m，螺旋角为B，滚刀头数为k，需要选配的4个挂轮的齿数分别为a、b、c、d ，计算公式为

13、 (a/b)× (c/d) = 9sinB/(mk)[1] 〔1〕 设等号左边的值为x，右边为i，如果x充分接近i就可选用这4个挂轮。传统的方法是查?比值挂轮表?，即把x值按从小到大的顺序和每组挂轮对应起来列成列表，但此表比值约有18 000个数据，x-i 精度一般为5×10-5。现在借助计算机使比值数据的个数可增加约一百倍，精度可以根据要求设定，一般可达10-5。在其中选出最理想的一组，在其它条件不变的情况下，可减少误差，提高齿轮加工精度。在程序中(具体程序及运行结果略)，假定m为3，A为从运行结果可以看出，输出的5组数据中，第

14、一组精度最高，x-i 的值到达10-6。用?比值挂轮表?查得比值和挂轮分别为0.90210，43，36，63，77，而i值为0.902117398，精度 为0.000017，所以选择程序输出的第一组挂轮，计算精度提高了17倍。对程序说明如下： (1)程序中A为螺旋角B的弧度数。 (2)赋值语句必须放在变量声明之后，否那么程序出错。 (3)在赋值语句x=1.0×a×c/b/d中，加了浮点常量系数1.0，使整a，b，c，d的值能够正确地传递给浮点量x。 (4)循环体中的break语句使程序及时跳出循环，否那么将增加循环次数，程度出错。 (5)对程序中个别数据加以调整，还可以扩展到其它型号

15、的滚齿机。 传动比的计算公式： I ≈a/b×c/d [2] 〔2〕 式子中 I——要求的传动比 a，b，c，d——挂轮的齿数 加工斜齿圆柱齿轮时差动公式： I=ASsin β/(m×k) 〔3〕 式子中 I——要求的传动比 A——差动挂轮定数 β——工件分度圆螺旋角 k——滚刀头数 m——工件法面模数 4.2 挂轮的计算与选择 挂轮的选择 滚齿差动挂轮的

16、计算机辅助选择根本原理及公式绝对误差是指理论传动比与所选挂轮组传动比之差，采用挂论的目的是为了扩大变速范围而又不至于使变速箱的结构太复杂。 一般所选的挂轮组传动比与输入的传动比之差应小于绝对误差，这也是挂轮选择的根本条件。另外挂轮组还应当满足条件④：a+b≥c+20、c+d≥b+20；条件⑤：a

17、用两种方法来获得传动比： (1)通过输入机床参数系统自动计算传动比，通过“机床选项〞可进行机床参数的输入，机床类型包括滚齿机、铣床、插齿机三种。 (2)直接输入传动比，绝对误差可以根据用户要求设定。在得到传动比i和绝对误差ε后，就可进行挂轮的选择查找。 查找算法是：首先，因为传动比是数据库两个表中记录的积，所以先将传动比i开方得到平方根j，在两个表中分别查找大于j和小于j的记录，并将指针分别指向各自符合条件的记录；然后循环查找记录，符合条件的记录是满足条件④和⑤，且 (i1×i2) -i ≤ε。系统先从大于j的记录i1开始查找，并在小于j的记录i2中查找符合上述条件的记录，每找到一条记录

18、，那么将这条记录的相关信息(挂轮组传动比、挂轮1、挂轮2、挂轮3、挂轮4以及误差)保存起来，同时提示是否继续查找；如果继续查找，那么直到不满足条件 (i1×i2)-i ≤ε时，i1向下一条记录移动，在记录i2中查找符合条件i2≤(i+ε) /i1的记录，重复上述步骤，直到最后一条记录，如果找不到，系统会提示没有匹配的记录。 分齿挂轮计算公式： 分齿定数×K/Z=a[k]×a[1]/a[i]a[j] 〔4〕 差动挂轮计算公式： 速比db =差动定数×sin A /M × K =a[k]×a[1]

19、/a[i]×a[j] [4] 〔5〕 式子中 K-滚刀头数 Z-工作齿数 A-工件螺旋角 M-法向模数 a-挂轮齿数 以Y38滚齿机为例，式子中分齿定数为48，差动定数为6.96301。 滚轮的一般选择顺序为分齿挂轮→差动挂轮→走刀挂轮，另外所选挂轮必需品时机床上备有齿数之挂轮。 需要说明的是，由于差动挂轮速比db的误差直接影响齿向误差，在一定的挂轮速比精度e下，通过使所选挂轮比与速比db之差的绝对值小于精度e，即∣c∣

20、合要求的可选挂轮数量较多，因此，在挂轮计算过程中可通过改变速比精度值e重新调整计算结果。 差动挂轮分配计算与数据库的生成 一般机床的差动挂轮传动比计算公式为： i=ab×cd=C1sinβKmn 〔6〕 式中 a、b、c、d——所求的机床挂轮齿数 C1——滚齿机差动定数 K——滚刀头数 mn——被加工齿轮的法向模数 β——被加工齿轮的螺旋角 为了保证齿轮螺旋角精度，同一台机床加工时，差动挂轮传动比误差应精确到小数点后6位或6位以上。为方便挂轮的选择，首先要生成

21、挂轮传动比数据库。 传统的方法是将挂轮组按照一定的啮合条件依次生成传动比i，并把对应的挂轮组存入数据库的表中。有时也可以把传动比i按照大小划分不同的等级，比方以0.1为一个单位，这样构造数据库中的表用来存放数据。 但是由于数据量太大，一旦设计不当就会引发计算机的死机或死循环。因此我们根据挂轮搭配的特点，将公式⑤中的4个挂轮分为两组，分别用来构造数据库中的数据，其中a、b为一组构成i1，c、d为一组构成i2，即将所得的i1、i2分别存入数据库中的两个表中，i1与i1的积即为传动比i。这样不但数据量大大减少，同时也提高了数据库的生成速度。 在生成数据库时，系统所设定的挂轮组的啮合条件为：①a

22、≤80齿，②a/b<1.5，③a+b≤180齿，c+d≤180齿。 啮合条件的设定是考虑到挂轮架结构的限制和挂轮架的受力情况以及齿面接触应力、传动平稳性等因素。啮合条件说明：条件①限制了a轮，如a轮过大，传动的启动力矩就会很大，而被动轮b是安装在可调整的轴上的，这样就可能造成因启动力矩过大而使b轮轴滑移的现象，所以要加以限制；条件②的设定除条件①的因素外，还考虑了传动平稳的因素，所以一般要限制齿数比在1.5以内，条件③是根据挂轮架的结构设定的，因为挂主动轮的轴与挂被动轮的轴之间有距离的限制，假设不满足该条件，那么安装不上。 5 机床传动系统分析 主运动传动链 主运动传动链两端件使电动

23、机-滚刀主轴，计算位移为电动机-滚刀主轴，运动平衡式： 1430×(115/165)×(21/42)×u×〔A/B〕×〔28/28〕×〔28/28〕×〔28/28〕×〔20/80)=n 由上式得换置公式： Uv=u×(A/B)=n/124.583 〔7〕 式子中 u——轴Ⅱ-Ⅲ之间滑移齿轮可变传动比 A/B——主运动变速挂轮 采用A，B挂轮得目的使为了扩大变速范围而不至于使变速箱得结构太复杂。 滚刀主轴转速n使根据工艺要求，在确定出合理得切削速度v后，再按

24、照滚刀最大外径计算得出： n =(1000×v )/(∏×D) 〔8〕 计算出n后，可以从表中选择机床上具有得滚刀得主轴转速，并由此调整变速箱中滑移变速齿轮得啮合位置及A，B挂轮得齿数比。 分齿运动传动链 分齿运动传动链得两端件使滚刀主轴-工作太，计算位移使滚刀注轴转一转时，工件必须转K/z 转。运动平衡式： 1×〔80/20〕×(28/28)×(28/28)×(28/28)×(42/56)×u合×〔e/f〕×(a/b)×(c/d)×(1/72)= K/z 其中u合=1 于是有换置公式：

25、 Ux= (e/f〕×(a/b)×(c/d)=24×k/z 〔9〕 式子中e/f是为了调整分齿挂轮(a/b)×(c/d)传动比数值，使其不至于过大或过小〔工件齿数很小时它就很大，反之那么很小〕而增大的结构性挂轮，根据z/K值，e/f有如下选择： 表1滚刀主轴转速 UⅡ-Ⅲ A/B 22/44 33/33 44/22 27/43 40 80 160 35/55 63 125 250 31/39 50 100 200 5≤z/K≤20时，取e=48，f=24 21≤z/K≤142时，取e=36，f

26、=36 z/K≥143时，取e=24，f=48 调整分齿运动传动链时，还必须保证工件的旋转方向与滚刀的旋转方向符合一对交错轴斜齿轮相互运动时的方向。对此，可通过X-XⅡ之间的换向挂轮36/36进行调整。 轴向进给运动传动链 轴向进给传动链的两端件时工作台〔工件转动〕-刀架〔滚刀移动〕；计算位移时工作台每转一圈时，刀架进给f。运动平衡式为： 1×(72/1) ×(2/25)×(39/39)×(a/b)×(2/69)×UxⅦ-Ⅷ×(2/25)×3∏=f 整理得换置公式 Uf=(a/b) UxⅦ-Ⅷ=f/0.4608∏

27、 〔10〕 式子中 f——轴向进给量根据工件材料，加工精度及外表粗糙度等条件选定， a/b——轴向进给挂轮，按逆铣或顺铣的不同，改变a轮的安装位置， UxⅦ-xⅧ ——轴xⅦ-xⅧ之间的可变传动比，共三种，与a/b搭配成12种进给量，如上表5-1所示。 5.2 加工斜齿轮圆柱齿轮的调整计算 主运动传动链 加工斜齿圆柱齿轮时，机床主运动传动链放的调整计算和加工直齿圆柱齿轮时相同 表2 Y3150E型滚齿机轴向进给量 uxⅧ-xⅧ a/b 26/52 32/46 46/32 52/26 30

28、/54 0.40 0.56 1.16 1.60 39/45 0.63 0.87 1.80 2.50 49/35 1.00 1.41 2.90 4 分齿运动传动链 加工斜齿圆柱齿轮时，分齿运动传动链的传动路线及两端件的计算位移和加工直齿圆柱齿轮时相同，但这时的运动合成机构用M2离合器联结，其传动比为u=-1。代入运动平衡式后那么有如下换置公式： Ux= (e/f〕×(a/b)×(c/d)=-24 K/z 〔11〕 式子中符号说明，采用M2后，分齿运动传动链中轴Ⅹ与Ⅸ转向相反，而在加工

29、直齿圆柱齿轮时由于采用M1联结。故两轴转向相同〔换置公式中符号为正〕。这就是说，当用同一把滚刀加工完直齿圆柱齿轮再加工斜齿轮呢时，需要通过增加〔或减少〕轴Ⅹ-Ⅻ之间的换向挂轮来调整工件的转向，以保证滚刀和工件的相对旋转方向符合要求。具体调整方法可按机床说明书进行。 轴向进给运动传动链 轴向进给运动传动链的调整计算和加工直齿圆柱齿轮的时相同。 运动传动链 附加运动传动链的两端件是滚刀刀架〔滚刀移动〕-工作台〔工作台附加转动〕；计算位移时刀架沿工件轴向移动一个工件螺旋线导程L时，工件应附加转±转。其运动平衡式时： ( L/3∏)×(25/2)×(2/25)×(g/h)×(i/j)

30、×(36/72)×u×(e/f〕×(a/b)×(c/d) ×(1/72)=±1 式子中 u——运动合成机构在附加运动传动链的传动比u=2， (e/f〕×(a/b)×(c/d)——加工斜齿圆柱齿轮时分齿运动传动链中换置机构的传动比，(e/f〕×(a/b)×(c/d)=-24×k/z 。 式子中 L——被加工齿轮螺旋线导程 L=(∏zms)/tgβ=[(∏zmn)/cosβ]/ tgβ=(∏zmn)/sinβ 〔12〕 式子中 ms ，mn——被加工齿

31、轮的法向和端面模数 β——被加工齿轮的螺旋角 代入运动平衡式整理，得出附加传动链的换置公式 Uy=(g/h)×(i/j)=±9 sinβ/(mnk) 〔13〕 对于附加传动链的运动平衡式和换置公式，做如下分析： ①附加运动传动链时内联系传动链，其传动比数值的精确度影响工件的齿向精度，所以挂轮应配算准确。但是，换置公式中包含有无理数sinβ，这就给精确配算挂轮(g/h)×(i/j)带来困难，又因为机床配置的挂轮个数有限，且与分齿运动共有一套挂轮。一般线选定分齿运动的挂轮，剩下的才供附加运动选择，所以往往无法配算得非常精确，只能近似

32、，但误差不能太大，对8级精度的斜齿轮，要准确到小数点第四位数字，对7级精度的斜齿轮要准确到小数点后第五位数字，才能保证不超过精度标准中规定的齿向允差。 ②运动平衡式中，不仅包含了Ux还包含了Uy，这是因为附加运动传动链与分齿运动传动链中有一公用段，这样安排可以经过代换，使附加传动链换置公式中不包含工件齿数这个参数，配算附加运动挂轮与工件齿数无关，优点在于：一对互相啮合的斜齿轮，由于模数相，螺旋角的绝对值也相同。当用一把滚刀加工时，虽然两轮的齿数不同，但是可选相同的附加运动挂轮，不但减少了挂轮的配算次数，更重要的时，由于附加运动挂轮近似配算所产生的螺旋角误差，对这两个斜齿轮是相同的，因此仍可获

33、得良好的啮合。 ③ 刀架的传动丝杠采用模数螺纹，目的在于代入运动平衡式后可消去工件螺旋线导程里的∏，使得换置公式中不含这个因子，计算方便。 ④左旋和右旋螺旋齿线是两个不同的运动轨迹，是靠附加挂轮改变传动方向，即在附加运动挂轮中配加惰轮，改变附加运动的方向而获得的。 滚齿机的传动图如下所示： 电动机-∮115/∮165-21/42-Ⅱ-A/B-Ⅳ-28/28-Ⅴ-28/28-Ⅵ-28/28-Ⅶ-20/80-Ⅷ(滚刀主轴) 42/56-Ⅸ- 合成- Ⅹ-e/f-Ⅺ-36/36(换向)-Ⅻ-a/b-c/d-XⅢ- 1/72-工作台 2/25-XⅣ-39/39-a/b-XⅥ-23/69

34、-XⅦ-39/45-XⅧ-M3-2/25-XⅫ 30/54 49/35 13\26-快速电动机 图1 Y3150E型滚齿及传动路线表达式 6 程序思路 为了不失去任何一种可能的组合，程序的根本思想是排列组合，利用循环的嵌套来实现。但是多种情况下的选择是多余的。例如：在选定了a，b，c的情况下，设ε为设定的精度，如果对d有(a/b)×(c/d)>i+ε，那么所有的齿数小于d的挂轮都不可能成立，同样，如果d有(a/b) ×(c/d)

35、找两端，再找中间，将不适合的一半去除。然后，在剩余的一半中继续同样的搜寻，直至完成。 由于不同的机床就有不同的挂轮组合，考虑到通用性，不同型号的机床利用文件来表示。文件中存有挂轮定数&值和机床所配备的挂轮组各个齿轮的齿数等信息。 程序中有生成、修改及读取这种文件的功能。为了减小用户的工作量，预先建立了一个文件，保存了最常见的滚齿机Y3180H的的挂轮信息〔文件名Y3180.hui〕在程序运行时自动读入。如果遇见了新的机床。用户可以方便的自行建立不同的文件，用时读入程序中即可。 在滚齿机上加工斜齿轮圆柱齿轮时，需要计算和调整差动挂轮，从机床配备中的假设干变换齿轮中选择4个符合条件的齿轮作为

36、差动挂轮，现在以Y3180 H 型滚齿机为例，该机配备了53个变换齿轮，设被加工齿轮的法向模数m，螺旋角为B，滚刀头数为k，需要选配的4个挂轮的齿数分别为a，b，c，d那么计算公式为： 〔a/b〕×(c/d)=9 sinB /(mk) [7] 〔14〕 设等号左边的值为x，右边为i，如果x接近i就可选用这4个挂轮。 传统的方法时查?比值挂轮表?，即把x 值按从小到大的顺序和每组挂轮对应起来列成表，但是此表比值约为18000个数据，从中选出最理想的一组，在其他条件下不变的情况，可减少误差，提高齿轮加工精

37、度。 对程序说明如下： 〔1〕程序中A为为螺旋角B的弧度数。 〔2〕赋值语句必须放在变量声明之后，否那么程序出错。 〔3〕在赋值语句x=1.0*a*c/b/d中，加了浮点常量系数1.0，整型量a，b，c，d的值能够正确地传递给浮点量x。 〔4〕循环体中的break语句使程序及时跳出循环，否那么将增加循环次数，程序出错。 〔5〕对程序中个别数据加以调整，还可以扩展到其他型号的滚齿机。前言 滚齿机加工齿轮时需要计算挂轮，特别是加工斜齿圆柱齿轮，大质数圆齿轮和用切向走刀加工蜗轮时还需要计算差动挂轮。由于差动挂轮的速比时一个复杂的数据，假设采用手工计算其运算过程很容易出错，同时也难于搭

38、配成满足要求的实用挂轮，即使采用查表法也很繁琐。 在齿轮传动中，螺旋齿(斜齿轮)运动和动力的传递是依靠接触迹沿轴向移动实现的，因此斜齿轮的加工精度直接影响着斜齿轮工作的平稳性。而在斜齿轮的各种机械加工方法中，其首要步骤是进行差动挂轮选择计算。因为差动挂轮给工件以附加运动，切出螺旋齿，因此它的分配计算精度就决定了被加工齿轮螺旋角的加工精度。 另外，差动挂轮的速比值直接影响被加工齿轮的精度，只有精确选用挂轮才能满足加工要求。如果我们利用计算机运算速度快，计算精度高且具有很强的逻辑判断能力这一特点编写相关的应用程序，就能很好的解决上述问题。 7 程序设计 采用了windows c 作为开发语

39、言，编写基于对话框的程序。 7.1界面设计 程序中默认的已经装入了挂轮信息。在“传动比〞栏中输入要求的传动比，再在“设定精度〞栏中输入精度值，点击“运算〞按钮，进度条给出当前的进度。完成后随即出现搜寻结果。如果机床不同，可以点击“修改参数〞按钮来修改、建立并保存不同的文件。假设文件已建立，那么从“从文件中读入〞按钮中读入。 7.2 程序流程 由于windows系统采用消息循环方式进行工作，其流程图如下： 开始 读入n个挂轮齿数 1 斜齿轮 2 直齿轮 0 推出 输入法向模数 齿轮齿数滚刀头数 计算当前参数 输出：单式分齿挂轮 复式分齿挂轮

40、输出齿轮几何参数 结束 输出速比 输入精度 输出差动挂轮 重输精度 图2 滚齿机差动挂轮选择程序流程图7.3 c语言程序框图 初始化数组 a[41] t=o 输入m，B A=B×π/180，i=9×sina/m for j=0 to j<40 a=a[j] for k=j+1 to k<40 c=a[k] for l=0 to l<41 b=a[l] Y j=51且r=51 N 用break

41、结束循环 Y b=a N r=r+1，b=a[r] Y b=c N r=r+1,b=a[r] for s=r+1 to s<53

42、 d=a[s] Y j=51且s=51 N 用break结束循环 Y d=a N s=s+1，d=a[s] Y d=c N

43、 s=s+1，d=a[s] x=0.1ac/(bd) Y |x-1|<10-5 N t=t+1，输出 a，b，c，d 图3程序流程框图 7.4 滚齿机差动挂轮的计算机辅助选择的C 语言程序

44、 #include #include #include ｛ Int a[41]=｛20，23，24，25，30，33，34，35，37，40，41，43， 45，47，48，50，53，55，57，58，59，60，61，62，65，67，70，71，73，75，79，80， 83，85，89，90，92，95，97，98，100｝； Int I，j，k，l，b，n=1，K，Z，X； Float db，e，m，c，j，M，A，N，H，L； Clrscr()； Printf(“\n 计算机辅助齿轮加工程序〞)； Prin

45、tf(“\n 1.斜齿轮 2.直齿轮 0.结束〞)； Printf(“\n 请选：〞)；scanf(“%d〞，&X)； If(X<1||X>2)exit()； If(X=1) { Printf(“\n螺旋角 A=〞)；scanf(“%f〞，&A)； } Printf(“法向模数 M=〞)；scanf(“%f〞，&M)； Printf(“齿轮齿数Z=〞)；scanf(“%f〞，&Z)； Printf(“滚刀头数 K=〞)；scanf(“%f〞，&K)； Printf(“单式分齿挂轮〞)； For(i=0；i<41；i++) For(j=0；j<41；j++) I

46、f(a[i]*Z=48.0*K*a[j]) Printf(“复式分齿挂轮〞)； For(i=0；i<41；i++) For(j=0；j<41；j++) { b=a[i]*a[j]； m=float(b*48.0*K/Z+0.5)； For(k=0；k<41；k++) For(l=0；l<41；l++) If(m=1.0*a[i]*a[l]&&a[i]!=a[j]&&a[i]!=a[k] &&a[i]!=a[l]&&a[j]!=a[k]&&a[j]!=a[l]&&a[k]!=a[l]&&n<5) { Printf(“%d*%d*%d*%d〞，a[i]，a[j

47、]，a[l]，a[k])； n=n+1； } { If(X=1) { db=6.96301*sin(A*PI/180)/M/K； Printf(“\n 差动挂轮速比db=%f〞，db)； label_1； Printf(“\n 要求精度e=〞)；scanf(“%f〞，&e)； For(i=0；i<40；i++) { For(j=0；j<40；j++) { b=a[i]*a[j]；m=float(b*db+0.5)；c=m/b-db； if(fabs(c)

48、； if(g==a[l] &&(a[i]+a[k]>a[l]+15&&a[j]+a[l]>a[i]+15)&&(a[i]!=a[j]&&a[j]!=a[k]&&a[i]!=a[l])&&(a[j]!=a[k]&&a[j]!=a[l]&&a[k]!=a[l])) { Printf(“%d %d %d %d〞，a[i]，a[j]，a[k]，a[l])； Printf(“%e〞，c=1.0* a[l]*a[k]/a[i]/a[j]-db)； If(n%2=0) printf(“\n〞)；n=n+1； } } } } } } Printf(“\n D顶=%6.2f〞，M*(Z+

49、2))； Printf(“\n D根=%6.2f〞，M*(Z-2.5))； N=float(0.11*Z+0.5)； Printf(“ 跨齿数N=%2.0f〞，N)； L=M*(2.9521*(N-0.5)+0.014*Z)； Printf(“ 公法线L=%6.2f〞，L)； Printf(“ 全齿高H=%6.2f〞，2.25*M)； If(X=1) { Printf(“\n请选择〔1-重新输入精度/0-结束：〕〞)； Scanf(“%f〞，&e)； If(e!=0) goto label_1； } }

50、 结束语 由于我们编写了计算机辅助齿轮加工程序，从而可以方便快捷，准确的选择出所需要精度的挂轮，同时还自动输出齿轮局部的几何参数，实现了滚齿机加工齿轮时计算挂轮相关数据的自动化当有许多不同的机床需要挂轮选择时，不同机床表现在本程序中就是不同的文件。 而且这些文件还可以在不同的用户间交流，这就大大的提高了程序的通用性，本程序为差动挂轮设计，但可以不用修改就用于其他任何挂轮计算，很有推广应用的价值。 致谢 在本次毕业设计的设计过程中，我意识到了很多方面的问题，特别是在论文的撰写方面更存在很多的缺陷，经过这次设计我学到了很多东西，特别是在老

51、师的指导和监督下，我的论文得到了更好的完善，我从中也学到了很多的知识，我对老师的指导表示真挚的感谢。 参考文献 [1]谭浩强.C 语言程序设计.北京：人民出版社，1991，7 [2]上海市金属切削技术协会编.金属切削手册.上海：上海科学技术出版社，2000，6 [3]张瑞亮.双圆弧齿轮计算机辅助工艺设计.太原理工大学学报，2002，6 [4]金福贵，赵淑芬.精密通用比值挂轮表.北京：机械工业出版社，1987，10 [5]戴曙.金属切削机床.北京：机械工业出版社，1993，5 [6]张瑞亮，王铁.计算机技术在机床差动挂轮选择中的应用.机械工程与自动化学报，2005，1 [7]李

52、联平.差动挂轮的快速计算. 机械工艺师学报，1997，6 [8]刘德生.差动挂轮精度的提高.机械工人学报，1998，8 [9]万正云.快速精确计算差动挂轮.机械工人学报，1994，12 [10]魏团锋.C语言在滚齿差动挂轮调整计算中的应用.西北纺织工学院学报 1999，3 [11]陈燕，徐东风.计算机辅助选择滚齿机挂轮.现代机械学报，1998，10 [12]马国亮，曹秋霞.挂轮齿数计算的计算机应用.煤矿机电学报，2005，6 [13]魏团锋.c语言在滚齿差动挂轮计算中的应用.西北纺织工学院学报1999，3 [14]李联平.

53、差动挂轮的快速计算.机械工艺师学报，1997，6 [15]唐月华.差动挂轮组的计算机优化选择.机械工人学报，1999，6 09/20 11:46 102机体齿飞面孔双卧多轴组合机床及CAD设计 09/08 20:02 3kN微型装载机设计 09/20 15:09 45T旋挖钻机变幅机构液压缸设计 08/30 15:32 5吨卷扬机设计 10/30 17:12 C620轴拨杆的工艺规程及钻2-Φ16孔的钻床夹具设计 09/21 13:39 CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计831003 08/

54、30 15:37 CPU风扇后盖的注塑模具设计 09/20 16:19 GDC956160工业对辊成型机设计 08/30 15:45 LS型螺旋输送机的设计 10/07 23:43 LS型螺旋输送机设计 09/20 16:23 P-90B型耙斗式装载机设计 09/08 20:17 PE10自行车无级变速器设计 10/07 09:23 话机机座下壳模具的设计与制造 09/08 20:20 T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计 09/21 13:39 X-Y型数控铣床工

55、作台的设计 09/08 20:25 YD5141SYZ后压缩式垃圾车的上装箱体设计 10/07 09:20 ZH1115W柴油机气缸体三面粗镗组合机床总体及左主轴箱设计 09/21 15:34 ZXT-06型多臂机凸轮轴加工工艺及工装设计 10/30 16:04 三孔连杆零件的工艺规程及钻Φ35H6孔的夹具设计 08/30 17:57 三层货运电梯曳引机及传动系统设计 10/04 13:45 五吨单头液压放料机的设计 10/04 13:44 五吨单头液压放料机设计 09/09 23:40

56、 仪表外壳塑料模设计 09/08 20:57 传动盖冲压工艺制定及冲孔模具设计 09/08 21:00 传动系统测绘与分析设计 10/07 23:46 保护罩模具结构设计 09/20 15:30 保鲜膜机设计 10/04 14:35 减速箱体数控加工工艺设计 10/04 13:20 凿岩钎具钎尾的热处理工艺探索设计 09/08 21:33 别离爪工艺规程和工艺装备设计 10/30 15:26 制定左摆动杠杆的工工艺规程及钻Ф12孔的夹具设计 10/29 14:03

57、 前盖板零件的工艺规程及钻8-M16深29孔的工装夹具设计 10/07 08:44 加油机油枪手柄护套模具设计 09/20 15:17 加热缸体注塑模设计 10/07 09:17 动模底板零件的工艺规程及钻Φ52孔的工装夹具设计 10/08 20:23 包缝机机体钻孔组合机床总体及夹具设计 09/21 15:19 升板机前后辅机的设计 09/09 22:17 升降式止回阀的设计 09/22 18:52 升降杆轴承座的夹具工艺规程及夹具设计 09/09 16:41 升降杠杆轴承座零件

58、的工艺规程及夹具设计 08/30 15:59 半自动锁盖机的设计〔包装机机械设计〕 08/30 15:57 半轴零件的机械加工工艺及夹具设计 10/29 13:31 半轴零件钻6-Φ14孔的工装夹具设计图纸 09/26 13:53 单吊杆式镀板系统设计 08/30 16:20 单级齿轮减速器模型优化设计 08/30 16:24 单绳缠绕式提升机的设计 09/09 23:08 卧式加工中心自动换刀机械手设计 09/08 22:10 厚板扎机轴承系统设计 09/18 20:56

59、 叉杆零件的加工工艺规程及加工孔Φ20的专用夹具设计 08/30 19:32 双卧轴混凝土搅拌机机械局部设计 09/09 22:33 双模轮胎硫化机机械手控制系统设计 09/09 22:32 双辊驱动五辊冷轧机设计 09/28 16:50 叠层式物体制造快速成型机机械系统设计 09/08 22:41 可急回抽油机速度分析及机械系统设计 09/08 22:42 可移动的墙设计及三维建模 10/04 13:25 右出线轴钻2-Ф8夹具设计 10/04 13:23 右出线轴钻6-Ф

60、6夹具设计 09/08 22:36 咖啡杯盖注塑模具设计 10/07 08:33 咖啡粉枕式包装机总体设计及横封切断装置设计 09/09 16:15 啤酒贴标机的设计〔总体和后标局部的设计〕 10/29 13:58 喷油泵体零件的工艺规程及钻Φ14通孔的工装夹具设计 08/30 19:39 四工位的卧式组合机床设计及其控制系统设计 09/21 13:39 四方罩模具设计 08/30 19:42 四组调料盒注塑模具设计 10/07 23:55 固定座的注塑模具设计 09/09 23

61、:52 圆柱坐标型工业机器人设计 09/09 23:48 圆珠笔管注塑模工艺及模具设计 10/13 16:36 圆盘剪切机设计 09/21 13:25 基于PLC变频调速技术的供暖锅炉控制系统设计 09/08 22:20 基于pro-E的减速器箱体造型和数控加工自动编程设计 08/30 18:00 基于PROE的果蔬篮注塑模具设计 08/30 19:37 基于UG的TGSS-50型水平刮板输送机---机头段设计 09/21 15:16 塑料油壶盖模具设计 09/09 22:41

62、 塑料胶卷盒注射模设计 10/07 09:25 多功能推车梯子的设计 09/08 21:25 多功能齿轮实验台的设计 08/30 16:32 多层板连续排版方法及基于ＰＬＣ控制系统设计 08/30 16:30 多层板连续排版方法毕业设计 08/30 16:42 多用角架搁板的注塑模具设计及其仿真加工设计 08/30 16:39 多绳摩擦式提升机的设计 09/08 21:05 大型矿用自卸车静液压传动系统设计 09/20 16:27 大型耙斗装岩机设计 09/08 21:01 大批生产的汽车变速器左侧盖加工工艺及指定工序夹具设计 10/30 15:42 套筒的机械加工工艺规程及攻6-M8-6H深10的夹具设计 10/30 15:38 套筒的机械加工工艺规程及钻φ40H7孔的夹具设计 10/29 14:13 套筒零件的工艺规程及钻3-Φ10孔的工装夹具设计