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渐开线直齿圆柱齿轮在AutoCAD VBA绘图定制
K. A. Oladejo*and A. A. Ogunsade
摘要:高效可靠的传动机构的设计,除其他因素外,与它能承受的摩擦接触应力和齿根部有关。其中的一个主要的障碍是设计师面对的齿轮所需配置的有效牵伸。渐开线直齿圆柱齿轮的几何是繁琐和费时的几何复杂性的增加;螺旋锥齿轮和蜗杆。这研究提出了一个模型,利用VBA开发的整合技术的直齿圆柱齿轮标准配置建立在AutoCAD制图。设计的基础全深度渐开线齿轮的压力角14frac12;°°,20,和25°;模块0.3和25之间不等毫米,与12和60之间的不同数量的牙齿。该算法采用传统手工制图技术在VBA AutoCAD对象,IDE的属性,方法,事件,和错误的技术,将使模型运行平稳处理中的应用。该模型通过物理比较自动和手动齿轮模板技术检测三例14齿直齿圆柱齿轮的压力角20°和模块6、8、10;给了一个很好的代表测试的情况。该模型实现了对不同模块和不同情况下的仿真探讨模数、压力角的意义对齿轮结构及齿齿数简介。仿真模型的灵活性使得它一个虚拟的原型工具,可以提高设计,分析,也使它成为一个名副其实的教育工具。
关键词:教育,直齿圆柱齿轮,齿廓、制图、AutoCAD VBA
简介:传动机构为他们构成在机械传动的重要组成部分机器、车辆、电梯、等自动化设备。这种系统设计的过程是耗费的时间和精力,由于大量的计算,反复的应力分析,和齿轮的起草。同时,现有的软件实施充分的三个任务是从有限的灵活性、可用性和简单。本研究支持学习和研究在机械动力领域的练习通过一个自动制图模型传输渐开线直齿圆柱齿轮。这是由定制AutoCAD使用Visual Basic应用。VBA是一种编程语言有许多应用,如MS Word,Excel,PowerPoint,Access和AutoCAD。这是一个集Visual Basic(VB),允许自定义的自动化具体的应用是建立在。内置的VBAAutoCAD允许紧密集成的绘图应用,更好的环境和发展适合的具体要求。它提供了一个简单的方法自定义AutoCAD自动执行任务,和程序从包内的应用,(芬克尔斯坦,2007)。一个机械制图的基本目的是传达一个对象的精确的形状和尺寸。这个齿形不易画也被称为渐开线曲线如图1所示。
一些研究方面已开展自动齿轮起草。检查等揭示缺陷,证明本研究的必要性。1998、开发了基于互联网的emachineshop,软件模型的直齿圆柱齿轮。它配备了三维该模型的可视化(Refaat、马吉德,1995)。六软件,白令,德国,2005,提出CAD软件(扎 )的设计及绘图直齿圆柱齿轮,但它不支持三维可视化。在2000、该DeJong提出牵引2版。它
建立了直齿圆柱齿轮的起草。可视仅限于二维只有(诺蒂亚娜et al.,2007)。阿特斯(1994)提出了一种土炮图形方法在二维直齿轮和斜齿轮的设计分析库勒(1979)描述计算机程序,使用户通过交互定义架几何图形,对牙齿产生的形状这样一架计算诸如地区封闭的啮合齿的领域中的应用齿轮泵的设计。作者提出了对直齿圆柱齿轮的几何修正研究接触模式和传输错误推荐给合适的量。基于在调查中,国王的直动载荷齿轮传动进行了计算,这有助于预测所设计的齿轮传动的寿命。计算机程序对于啮合和动力学仿真的加冕齿轮已发达(Khoshaba,2007)。
模拟是一种数值方法直齿圆柱齿轮的啮合过程,基于材料点法(MPM)。让约会在连续的接触点和随后的分离相邻齿之间,在接触过程多网环境下使用主节点提出了无滑动接触约束的内在现有的MPM可以释放。单独传动成员相应的轴转动,通过模拟角速度传输是好的协议的解析解。它的出现从仿真结果表明多网MPM可以成为一个强大的空间离散化的工具齿轮的设计问题,涉及大型旋转,接触分离(该和戴维,1998)。作者建议:(一)模拟增强的计算机程序啮合齿轮传动的接触;(II)中的应用为蜗轮蜗杆传动的分析和计算机程序;(iii)先进设计蜗轮蜗杆传动的减少传输错误和良好的接触。这个19、ogunsade Oladejo齿面接触分析(TCA)的程序员:传输误差函数,接触路径和轴承的接触。本程序是用Visual Basic写的语言能够结合数值计算和图形说明。蠕虫的改进设计齿轮传动是基于一个超大的滚刀的应用和修改所产生的变化使蠕虫的生成工具。发现蠕虫代没有暴跌可能导致积极的传播工具错误,不能接受力的有利条件传输。正向传输错误的报道可能表面干涉。初步设计传输误差函数为吸收传递对准误差引起的误差降低振动水平,特别是在案件多线程应用程序的蠕虫。调查一个与克林贝格蜗轮传动来完成的该蠕虫是由圆锥的地面类型,但该方法可应用于其他类型与圆柱蜗杆蜗轮传动(胡、陈,2003)。
齿轮传动是机械的特殊部门工程涉及电力传输与旋转轴之间的运动。齿轮不仅传递运动和巨大的力量令人满意,但可以这样做非常均匀的运动。它是最好的实现这一传输经济手段。齿轮牙齿因出现的静态和动态载荷过去,同时两者之间的金属齿轮的接触使表面的失败。齿轮无任何警告,由于这个失败的结果灾难性的。由于需求是广泛的,是不同的难度,准备是一个复杂的、多元化的领域工程。它包括齿轮数学,几何设计、强度、磨损、材料,冶金、制造和检验。因此,所有的上面所提到的原因,这个工作更现实重要性。为了得到更多的齿轮可以耐久性使用改进的材料,齿轮表面硬化热处理、碳化、喷丸可以
为了提高表面光洁度,改变采用非对称齿形压力角,引入消除应力特征不同形状改变直齿圆柱齿轮的齿顶与改造设计齿根圆角的其他方法(Ashwini维杰,2011)。
本文提出了一种算法来描述理想的刺激提出了齿轮齿廓。更确切地说,目标是描述了点对点的运动将在一个数控机床。三个参数是必需的算法的输入数据:模数、齿数和压力角。该算法是基于圆形的头部和根部厚度方程。这个该基地是用来画圆的渐开线齿。这个
算法可以被翻译成机器语言,(雷耶斯et al.,2008)。本文介绍了实现用VBA在AutoCAD 2000使用渐开线直齿圆柱齿轮的三维参数化建模。随着齿轮的输入参数通过屏幕对话,节目综合处理相关的设计计算,数据处理和图形绘制,并创建3D对齿轮模型。这种建模方法是快速的,准确,这是一个扩展到三维AutoCAD建模功能(秦邵,2001)。然而,在这研究起草渐开线直齿圆柱齿轮的一种新方法要求的规格定制已经在AutoCADVBA开发环境。这将便于
出口有效弯曲数值包和接触应力分析。
直齿圆柱齿轮的几何:齿轮的齿形构件,传输速度和从一个到另一个轴的角速度。他们用在各种各样的应用,并且有很强的标准化对牙齿的形状和大小。他们是简单的所有类型的齿轮和齿轮的计算理论基本代表。齿几何的基本要求是速度比条件这正是(Khoshaba,2007)等。要求是由齿轮设计满意利用渐开线曲线的形状。直齿轮轮齿的术语如图2所示(该和戴维,1998)。直齿圆柱齿轮起草重要的条款涉及的以下附录,齿根,节圆直径,齿根圆直径,外径,基圆直径、齿距、齿厚。
直齿圆柱齿轮的起草由Unwins算法建设:(一)的基本几何参数规格要求齿轮:齿轮中心模块的坐标,齿数、压力角、齿厚。(二)所需的几何参数的计算为起草、半径的音高、补遗、齿根,与基圆。(三)的四个基本圆图和压力角。(四)标记点A和E,和定位点B,
AB:是= 1:2。然后画线BD,D点是切点的基圆(图3)。(五)定位点(图4)的分界线,BD等DF:FB = 1:3(这是努力找到中心直齿圆柱齿轮轮廓)。(六)绘制齿廓圆弧半径FB和定位C点(圆弧的交点和球场圈)如图5所示。(七)使用镜像和旋转命令来实现齿轮的全齿廓(图6)。(八)使用旋转命令在角圆在C点的厚度,并应用原理相切获得圆角圆将相交的轮廓弧齿根圆。九)擦除多余的齿廓来获得一个完整的齿廓。(x)极阵中心的齿廓与齿数的齿轮。阵列允许复制物体在均匀间隔沿X和Y两个轴。有一个牙齿,阵列命令可以用来产生牙齿的剩余数量。(十一)突出,与齿厚,获得三维实体。
模型的发展:该模型的开发利用整合在AutoCAD环境下的应用技术,VB对该算法的实现。它采用在集成开发环境(IDE)VBA与AutoCAD对象、属性、方法,事件和错误的技术,将有助于处理确保模型的平稳运行。AutoCAD VBA允许Visual Basic环境下运行同时与AutoCAD提供的编程通过ActiveX自动化控制AutoCAD接口。它不仅是控制AutoCAD对象,但它同时发送数据或从其他检索数据应用。VBA在AutoCAD的集成定制提供了一个易于使用的可视化工具AutoCAD。三个基本要素定义vbaprogramming AutoCAD。第一个是AutoCAD本身,
其中有一组丰富的对象,包括AutoCAD实体,数据和命令。第二个因素是ActiveX自动化接口,建立用AutoCAD对象的消息。VBA编程需要ActiveX的基本理解自动化。第三元素定义VBA,VBA编程是本身。它有自己的一套对象,关键词,常数,等等,提供程序流量控制,调试和执行。该模型由三个大屏幕截图如图7所示:(i)的图形用户界面(GUI)的输入,用户可以–输入齿轮的基本几何参数要求;(ii)齿轮绘图(GD)接口–在图齿轮将显示有或无施工线;和(iii)齿轮传动的特点(GF)接口–哪里值详细的齿轮特征(用于绘图和加工所需的)显示。
GUI画面用VBA创建的表格结合标签、文本框和命令对象启用用户提供齿轮的中心坐标,模块、齿数、压力角、齿厚度如图8所示。在运行时模式,命令按钮,命名为“草稿”激活分别为GD和GF的屏幕截图。GD(图9a)是在AutoCAD环境下开发的,说明起草齿轮由automaticallyimplementing以下工具:圆,线,建设线,镜像,旋转,删除、修剪、阵列、挤压。这个GF画面呈现所有计算齿轮的特点其相应的数学关系为计算中嵌入的命令按钮在界面的屏幕(图9B)
模型的验证:这涉及到模型的实际执行和检查的输出。该模型通过比较三测试从模型得到的齿廓为模板,压力角14frac12;°°,20和25°,与得到的那些从手工技术。三自动化起草图10说明了齿轮。所有的价值观几何参数进行了比较手动计算直齿圆柱齿轮为例绘制配置m = 6,n = 14,和PA = 14.5°。后来,该模型是实施例的仿真不同的模块和牙齿数目不同探讨其意义上的齿轮结构齿廓。
结果与讨论:基于齿轮的齿,三模板压力角14frac12;°°,20和25°给了一个很好的匹配
与手动获取速度。在基本的几何参数,该模型给出了非常接近百分之一误差变化的0和0.007%之间的细节,结果如表1。这些确认该模型的准确性、可靠性和一致性。这个模拟演习揭示声称:i)在压力角使牙齿更根,因此有较高的抗弯强度(图10);II)在模块的价值增加会增加结构的齿轮齿廓是但相同(图11);和三)在牙齿的数目增加的结构齿轮的齿廓不改变但(图12)。
结论:本文提出了一种计算和绘图模型对于固有的几何参数的确定和直齿圆柱齿轮的具体配置牵伸。模型基于AutoCAD VBA定制环境,它提供了通过AutoCAD编程控制Active X自动化接口。用户可以更改设计变量将满足任何约束的应用。该模型对九个案例的分析和测试;得到的结果与一致可手动测试结果。然而,该模型是简单的使用,但可以进一步改进以适应直齿、直齿、单包蜗杆齿轮。
致谢:ositelu O的努力是极大的赞赏,尤其是用于模型验证和直齿圆柱齿轮验证。
参考文献
- Artes M, Pedrero JI, 1994. Computerized graphic method for the analysis of gear design. mechanism and machine theory.
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Ashwini J, Vijay KK, 2011. Effect on strength of involute spur ge
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