汽车主减速器参数优化软件设计【全套资料】【汽车车辆专业】

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汽车主减速器参数优化软件设计

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关键词：: 汽车减速器参数优化软件设计全套 cad 图纸毕业论文车辆专业

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摘要

汽车主减速器作为汽车驱动桥中重要的传力部件，是汽车最关键的部件之一。与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距。主减速器设计的好坏关系到汽车的动力性、经济性以及噪声、寿命等诸多方面。如何协调好各方关系、合理匹配设计参数，以达到满足使用要求的最优目标，是主减速器设计中最重要的问题。
本文力求改变以往的设计方式，提出针对汽车主减速器整体的最优化设计方法，针对汽车设计中的主减速器参数设计开发计算软件，通过人机交互方式完成主减速器的参数设计，并考虑通过软件进行参数优化（汽车主减速器传动比, 主减速器螺旋锥齿轮结构参数），实现解决复杂计算这一单一功能的目的，实现汽车主减速器参数的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能、节约能耗、降低成本、提高设计质量和效率。本文在vb语言程序基础上采用参数优化设计方法对汽车主减速器的齿轮机构进行优化，使寻优过程得到简化，确保可靠地获得全局最优解。能够缩短主减速器参数设计计算时间、减轻工程技术人员的劳动强度。

关键词：主减速比；锥齿轮；参数优化；计算软件；软件设计

ABSTRACT

Main reducer drive car in a car, the power transmission components, an important is one of the most key parts of the car. In China compared with foreign countries, the development of design whether vehicle reducer in technology and the manufacturing process, or in the cost control there are considerable disparity. The stand or fall of main reducer design relation to car power, economy and noise, life, and other aspects. How to coordinate all relations, the rational matching design parameters to meet the requirements of the use of optimum target, it is the Lord speed reducer design in the most important question.
This paper tries to change in the past, and puts forward the design way of the whole car advocate reducer for optimum design method, the main reducer for automobile design parameter design development calculation software through the man-machine interactive way fulfilling the reducer, and consider the parameter design parameter optimization (by software, Lord car advocate reducer transmission structure parameter of spiral bevel gear reducer to solve the complex calculation and the realization of the purpose of the single function, and to make the Lord, the best matching parameters of speed reducer to give full play to car performance, saving energy consumption, reduce cost, improve the design quality and efficiency. In this paper, based on vb language program using parameters optimization design method for the car advocate reducer, gear mechanism to optimize the optimization process is simplified, ensure reliable to obtain the global optimal solution. Can shorten the main reducer parameter design calculation time, reduce labor intensity of engineering and technical personnel.

Keywords: Lord deceleration ratio; Bevel gear; Parameter optimization; Calculation software; Software design

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………………Ⅱ第1章绪论………………………………………………………………………………1
1.1课题研究的目的和意义…………………………………………………………1
1.2课题的国内外发展状况…………………………………………………………1
1.2.1国内外机械软件技术的发展状况………………………………1
1.2.2 国内外基于Visual Basic 6.0的软件在机械方面的发展状况………3
1.3 课题研究的主要内容及技术路线………………………………………………3
第2章汽车主减速器的设计方法………………………………………………5
2.1主减速器的结构形式………………………………………………………5
2.2 基本参数选择与计算载荷的确定………………………………………………10
2.3 锥齿轮强度计算………………………………………………………………… 14
2.4锥齿轮轴承的载荷计算…………………………………………………………16
2.5 锥齿轮的材料及热处理…………………………………………………………17
2.6本章小结…………………………………………………………………………18
第3章汽车主减速器参数优化软件设计…………………………………20
3.1汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择及语言的使用概述…20
3.1.1汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择……………………20
3.1.2汽车主减速器参数优化软件编程语言的使用概述………………21
3.2汽车主减速器参数优化软件设计体系……………………………………25
3.2.1汽车主减速器参数优化软件系统运行平台………………………25
3.2.2汽车主减速器参数优化软件系统实现功能………………………25
3.3汽车主减速器参数优化软件设计………………………………………25
3.4本章小结…………………………………………………………………………43
第4章汽车主减速器参数优化软件的测试…………………………………44
4.1 汽车主减速器参数优化软件测试概述…………………………………………44
4.2汽车主减速器参数优化软件的测试………………………………………44
4.3 本章小结…………………………………………………………………………57
结论………………………………………………………………………………………58
参考文献…………………………………………………………………………………59
致谢………………………………………………………………………………………60
附录………………………………………………………………………………………61
附录A 外文文献原文………………………………………………………………61
附录B 外文文献中文翻译…………………………………………………………63

第1章　绪　　论

1.1课题研究的目的和意义
汽车问世百余年来，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的发展以来，汽车己为世界经济的发展、为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献。近年来随着汽车技术的迅猛发展，对汽车传动系承载能力以及工作可靠性的要求越来越高，汽车主减速器作为汽车传动系统的关键总成，其主要功能是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器的结构对汽车的动力性、经济性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接的影响。
许多乘用车和总质量较小的商用车采用了发动机横置的前置前驱布置，都是单级式主减速器，其具有结构紧凑、质量小、制造成本低和传递效率高、高速性能好的优点，通过软件设计方法来设计汽车主减速器是非常重要的。软件设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求机械设计问题最佳方案的现代设计方法之一，现在已经有很多成熟的软件程序可供选择，但传统的方法存在着求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题。通常主减速器设计多是仅从某一角度考虑，单一的改善其某一方面参数，而没有将其参数优化有效结合起来。因此，本课题力求改变以往的设计方式，提出针对汽车主减速器整体的最优化设计方法，针对汽车设计中的主减速器参数设计开发计算软件，通过人机交互方式完成主减速器的参数设计，并考虑通过软件进行参数优化（汽车主减速器传动比, 主减速器双曲面齿轮结构参数），实现解决复杂计算这一单一功能的目的，实现汽车主减速器参数的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能、节约能耗、降低成本、提高设计质量和效率。本课题在VB语言程序基础上采用参数优化设计方法对汽车主减速器的齿轮机构进行优化，使寻优过程得到简化，确保可靠地获得全局最优解。能够缩短主减速器参数设计计算时间、减轻工程技术人员的劳动强度。
1.2课题的国内外发展状况
1.2.1国内外机械软件技术的发展状况
主减速器的参数计算主要是传动齿轮的基本参数和尺寸参数计算。自从汽车零部件设计引入计算机辅助设计方法后，这一功能的实现已经变得比较容易。现今国外大型的汽车企业都有自己的减速器齿轮设计计算系统，比如瑞典的克林贝格齿轮设计系统、德国的Calculation Base主锥设计系统等等。
早在上世纪60年代，国外的一些CAD公司就已经开发出一些实用的三维绘图软件，三维绘图技术的进步为汽车零部件的设计引入了全新的概念。伴随着三维绘图软件的日益成熟，国外大型的汽车生产厂家开始引入参数化设计方法来取代以前繁琐的手工设计，目前参数化设计手段已经相当完善。作为汽车的重要部件，主减速器的设计也引入了参数化设计方法。生产厂家利用所设计的主减速器开发平台根据新设计的主减速器尺寸在以前产品的基础上更改相关的尺寸参数建立三维模型图。
不论是在设计还是制造方面，与外国企业相比我国的汽车企业差距都非常明显。但是经过多年的努力，我国的主减速器设计系统软件方面已经取得了一定的成就。其中比较出名的有可以应用于主减速器齿轮设计的齿轮专家系统，哈工大开发的主减速嚣齿轮设计平台等等。
其实软件不仅在汽车方面有广泛的应用，在其他的机械区域里同样有着比较广泛的应用。
1、2009,06,01，厦门大学的沈一凛发表了硕士学位论文：数控弯丝机线材成形软件设计。根据数控弯丝机的实际工作要求，完成其机械结构部分的设计，并且自行开发出界面友好的操作软件，能实现包括模型显示和仿真运动等在内的一系列功能。
2、2005,11，农业机械学报第36卷第11期发表了：农业机械动态仿真软件开发与模拟。现有的一些计算机仿真平台如ADAMS,UG等具有很大的通用性，功能齐全，但价格昂贵，专业性差，且需要大量的计算机资源配合系统的运行，在仿真速度，系统的可扩展性方面难以满足农机设计人员的要求。各种农业机械有其自身的特殊性，对不断更新的农业机械型号，应用类型，需要有相应的仿真功能。而现有软件的模式，内容都比较固定，不利于变动性大的研究。因此开发一种操作简单，成本低的仿真系统对农业机械具有一定的意义。
3、2004,11，农机化研究第6期，基于 UNIX 的机械软件设计思想研究。主要探讨了基于 UNIX 利用 socket 建立客户机/服务

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内容简介：: 黑龙江工程学院本科生毕业设计I摘要汽车主减速器作为汽车驱动桥中重要的传力部件，是汽车最关键的部件之一。与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距。主减速器设计的好坏关系到汽车的动力性、经济性以及噪声、寿命等诸多方面。如何协调好各方关系、合理匹配设计参数，以达到满足使用要求的最优目标，是主减速器设计中最重要的问题。本文力求改变以往的设计方式，提出针对汽车主减速器整体的最优化设计方法，针对汽车设计中的主减速器参数设计开发计算软件，通过人机交互方式完成主减速器的参数设计，并考虑通过软件进行参数优化（汽车主减速器传动比, 主减速器螺旋锥齿轮结构参数），实现解决复杂计算这一单一功能的目的，实现汽车主减速器参数的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能、节约能耗、降低成本、提高设计质量和效率。本文在 vb 语言程序基础上采用参数优化设计方法对汽车主减速器的齿轮机构进行优化，使寻优过程得到简化，确保可靠地获得全局最优解。能够缩短主减速器参数设计计算时间、减轻工程技术人员的劳动强度。关键词：主减速比；锥齿轮；参数优化；计算软件；软件设计黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTMain reducer drive car in a car, the power transmission components, an important is one of the most key parts of the car. In China compared with foreign countries, the development of design whether vehicle reducer in technology and the manufacturing process, or in the cost control there are considerable disparity. The stand or fall of main reducer design relation to car power, economy and noise, life, and other aspects. How to coordinate all relations, the rational matching design parameters to meet the requirements of the use of optimum target, it is the Lord speed reducer design in the most important question. This paper tries to change in the past, and puts forward the design way of the whole car advocate reducer for optimum design method, the main reducer for automobile design parameter design development calculation software through the man-machine interactive way fulfilling the reducer, and consider the parameter design parameter optimization (by software, Lord car advocate reducer transmission structure parameter of spiral bevel gear reducer to solve the complex calculation and the realization of the purpose of the single function, and to make the Lord, the best matching parameters of speed reducer to give full play to car performance, saving energy consumption, reduce cost, improve the design quality and efficiency. In this paper, based on vb language program using parameters optimization design method for the car advocate reducer, gear mechanism to optimize the optimization process is simplified, ensure reliable to obtain the global optimal solution. Can shorten the main reducer parameter design calculation time, reduce labor intensity of engineering and technical personnel. Keywords: Lord deceleration ratio; Bevel gear; Parameter optimization; Calculation software; Software design 黑龙江工程学院本科生毕业设计III目录摘要Abstract 第 1 章绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 课题的国内外发展状况11.2.1 国内外机械软件技术的发展状况11.2.2 国内外基于 Visual Basic 6.0 的软件在机械方面的发展状况31.3 课题研究的主要内容及技术路线3第 2 章汽车主减速器的设计方法5 2.1 主减速器的结构形式5 2.2 基本参数选择与计算载荷的确定102.3 锥齿轮强度计算 142.4 锥齿轮轴承的载荷计算162.5 锥齿轮的材料及热处理172.6 本章小结18第 3 章汽车主减速器参数优化软件设计203.1 汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择及语言的使用概述20 3.1.1 汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择20 3.1.2 汽车主减速器参数优化软件编程语言的使用概述213.2 汽车主减速器参数优化软件设计体系253.2.1 汽车主减速器参数优化软件系统运行平台253.2.2 汽车主减速器参数优化软件系统实现功能253.3 汽车主减速器参数优化软件设计253.4 本章小结43第 4 章汽车主减速器参数优化软件的测试444.1 汽车主减速器参数优化软件测试概述44黑龙江工程学院本科生毕业设计IV4.2 汽车主减速器参数优化软件的测试444.3 本章小结57结论58参考文献59致谢60附录61附录 A 外文文献原文61附录 B 外文文献中文翻译63黑龙江工程学院本科生毕业设计1第 1 章绪论1.1 课题研究的目的和意义汽车问世百余年来，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的发展以来，汽车己为世界经济的发展、为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献。近年来随着汽车技术的迅猛发展，对汽车传动系承载能力以及工作可靠性的要求越来越高，汽车主减速器作为汽车传动系统的关键总成，其主要功能是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器的结构对汽车的动力性、经济性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接的影响。许多乘用车和总质量较小的商用车采用了发动机横置的前置前驱布置，都是单级式主减速器，其具有结构紧凑、质量小、制造成本低和传递效率高、高速性能好的优点，通过软件设计方法来设计汽车主减速器是非常重要的。软件设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求机械设计问题最佳方案的现代设计方法之一，现在已经有很多成熟的软件程序可供选择，但传统的方法存在着求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题。通常主减速器设计多是仅从某一角度考虑，单一的改善其某一方面参数，而没有将其参数优化有效结合起来。因此，本课题力求改变以往的设计方式，提出针对汽车主减速器整体的最优化设计方法，针对汽车设计中的主减速器参数设计开发计算软件，通过人机交互方式完成主减速器的参数设计，并考虑通过软件进行参数优化（汽车主减速器传动比, 主减速器双曲面齿轮结构参数），实现解决复杂计算这一单一功能的目的，实现汽车主减速器参数的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能、节约能耗、降低成本、提高设计质量和效率。本课题在 VB 语言程序基础上采用参数优化设计方法对汽车主减速器的齿轮机构进行优化，使寻优过程得到简化，确保可靠地获得全局最优解。能够缩短主减速器参数设计计算时间、减轻工程技术人员的劳动强度。1.2 课题的国内外发展状况1.2.1 国内外机械软件技术的发展状况主减速器的参数计算主要是传动齿轮的基本参数和尺寸参数计算。自从汽黑龙江工程学院本科生毕业设计2车零部件设计引入计算机辅助设计方法后，这一功能的实现已经变得比较容易。现今国外大型的汽车企业都有自己的减速器齿轮设计计算系统，比如瑞典的克林贝格齿轮设计系统、德国的 Calculation Base 主锥设计系统等等。早在上世纪 60 年代，国外的一些 CAD 公司就已经开发出一些实用的三维绘图软件，三维绘图技术的进步为汽车零部件的设计引入了全新的概念。伴随着三维绘图软件的日益成熟，国外大型的汽车生产厂家开始引入参数化设计方法来取代以前繁琐的手工设计，目前参数化设计手段已经相当完善。作为汽车的重要部件，主减速器的设计也引入了参数化设计方法。生产厂家利用所设计的主减速器开发平台根据新设计的主减速器尺寸在以前产品的基础上更改相关的尺寸参数建立三维模型图。不论是在设计还是制造方面，与外国企业相比我国的汽车企业差距都非常明显。但是经过多年的努力，我国的主减速器设计系统软件方面已经取得了一定的成就。其中比较出名的有可以应用于主减速器齿轮设计的齿轮专家系统，哈工大开发的主减速嚣齿轮设计平台等等。其实软件不仅在汽车方面有广泛的应用，在其他的机械区域里同样有着比较广泛的应用。1、2009,06,01，厦门大学的沈一凛发表了硕士学位论文：数控弯丝机线材成形软件设计。根据数控弯丝机的实际工作要求，完成其机械结构部分的设计，并且自行开发出界面友好的操作软件，能实现包括模型显示和仿真运动等在内的一系列功能。2、2005,11，农业机械学报第 36 卷第 11 期发表了：农业机械动态仿真软件开发与模拟。现有的一些计算机仿真平台如 ADAMS,UG 等具有很大的通用性，功能齐全，但价格昂贵，专业性差，且需要大量的计算机资源配合系统的运行，在仿真速度，系统的可扩展性方面难以满足农机设计人员的要求。各种农业机械有其自身的特殊性，对不断更新的农业机械型号，应用类型，需要有相应的仿真功能。而现有软件的模式，内容都比较固定，不利于变动性大的研究。因此开发一种操作简单，成本低的仿真系统对农业机械具有一定的意义。3、2004,11，农机化研究第 6 期，基于 UNIX 的机械软件设计思想研究。主要探讨了基于 UNIX 利用 socket 建立客户机/服务器模式实现编程的方法，解决了 C/S 模式中异种操作系统上的数据传输问题。利用这种方式可以方便地进行客户端和服务器端的程序编制，定制所需的模块，通过实例程序的运行，达到了预期的要求。为开发一种网络功能强大，可以实现异种机和异种操作系统互连的软件打下了基础。黑龙江工程学院本科生毕业设计34、2008,12,16，东南大学硕士学位论文：光纤光栅传感系统研究及软件设计。波长解调技术是 FBG 传感器在工程技术领域应用的关键技术，也是 FBG 传感技术实用化的重点和难点之一。此文提出了一种基于可调谐 Fabry-Perot 滤波器的光纤布拉格光栅传感系统的波长解调方案，在此基础上完成了主机应用软件的设计。5、2007,08,01，西安理工大学硕士学位论文：基于 PMAC 的数控试验台机械系统设计及软件开发。开放式数控系统是现代数控系统发展的方向，本文结合陕西省数控加工技术重点实验室科研项目，采用“IPC+PMAC”结构的开放式数控结构，将 PMAC 控制卡及其扩展卡装入电器控制箱，通过标准串口RS232 与上位机实现通讯，这样构成主从式双微处理器结构，由 PMAC 运动控制器对机械本体的 X、Y、Z、A 和 B 五个轴进行实时控制，建立了五坐标数控技术试验台。1.2.2 国内外基于 Visual Basic 6.0 的软件在机械方面的发展状况 VB 作为程序语言在机械方面上的用途也是比较广泛的。1、2006,11，北京工业大学学报第 32 卷第 11 期：基于 VB 的点焊质量超声检测软件设计。在超声检测点焊连接质量的基本原理基础上，通过 VB 6.0 调用 Tektronix 公司提供的 TekVISA Activex 控件，利用网口通讯实现了数字示波器中超声信号数据的传输、存储和显示；通过分析找出了信号的特征参量，并实现了对焊点连接质量的评价。该软件实现了对焊点检测质量的数量统计。经实际检测验证，整个系统操作性好。2、2008,08，机械自动化第 4 期：基于 VB 的机械优化设计软件的研究。针对各种优化算法。用 VB 开发了用于进行机械优化设计的软件，该软件基于Windows 系统。以 Visual Basic 的窗体界面为工作平台，并用其中 3 种具有代表性的优化设计方法进行了一顶计算分析。实例对比分析表明了该软件分析的可靠性和准确性。3、2005,01，微计算机应用第 26 卷第 1 期：基于 VB 的汽车点火线圈测试平台软件设计。该文实现了点火线圈测试系统中对上位机系统软件的要求，包括串行通信，对硬件端口的读写以及对数据库的管理和维护。1.3 课题研究的主要内容及技术路线1、课题研究的主要内容本课题研究的主要任务是对汽车主减速器齿轮机构的研究与设计计算软件，具体内容包括：汽车工程设计类计算软件国内外技术现状；黑龙江工程学院本科生毕业设计4汽车主减速器设计算法和设计流程；对汽车主减速器参数计算软件的设计，包括：单级主减速器的设计、双级主减速器的设计和参数优化设计；用查询得到的数据对所设计的计算软件进行测试；对所开发的汽车主减速器参数优化计算软件的操作规程等使用方法进行了介绍。2、课题研究的技术路线技术路线如图 1.1 所示。图 1.1 技术路线流程图黑龙江工程学院本科生毕业设计5黑龙江工程学院本科生毕业设计6第 2 章汽车主减速器的设计方法双速主减速器，单级贯通式主减速器，双级贯通式主减速器，轮边减速器等，在对上面的减速形式相对应的设计方法进行分析与对比的基础之上，得知各种各样的设计方法。汽车主减速器的减速形式很多，其中常见的有单级主减速器，双级主减速器，在计算的过程中都是十分复杂的，但是单级主减速器设计方法是各种设计方法的基础，只有掌握了这种设计方法才能够了解并掌握其他的设计方法。本课题分别涉及了单级主减速器和双级主减速器的软件设计，在此仅对本设计所涉及的方法进行介绍，对上述的各种设计方法就不再一一介绍。2.1 主减速器的结构形式2.1.1 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。1、螺旋锥齿轮传动螺旋锥齿轮传动的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，如图 2.1 所示。齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。2、双曲面齿轮传动双曲面齿轮传动的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E，此距离称为偏移距。如图 2.1所示。由于偏移距正的存在，使主动齿轮螺旋角大于从动齿轮螺旋角1 。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比22121coscosFF黑龙江工程学院本科生毕业设计7式中，、分别为主、从动齿轮的圆周力；、分别为主、F1F212从动齿轮的螺旋角。螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿线任意一点A 的切线 TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角。通常不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角。双曲面齿轮传动比为rrrFrFis112211220coscos式中，为双曲面齿轮传动比；、分别为主、从动齿轮平均分度is0r1r2圆半径。螺旋锥齿轮传动比为1201rri 图 2.1 主减速器齿轮传动形式令，则。由于，所以系数 K1，12cos/cosK LsKii0021 一般为1.251.50。这说明：1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。另外，双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点：1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且黑龙江工程学院本科生毕业设计8还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的大于从动齿轮的1，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且2使齿轮的弯曲强度提高约 30。3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。4)双曲绵主动齿轮的变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。6)双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。但是，双曲面齿轮传动也存在如下缺点：1)沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为 96，螺旋锥齿轮副的传动效率约为 99。2)齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。3)双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。4)双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。由于双曲面齿轮具有一系列的优点，因而它比螺旋锥齿轮应用更广泛。一般情况下，当要求传动比大于 4.5而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小。当传动比小于 2时，双曲面主动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。3、圆柱齿轮传动圆柱齿轮传动一般采用斜齿轮，如图 2.1 所示，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的轿车驱动桥和双级主减速器贯通式驱动桥，如图 2.2。黑龙江工程学院本科生毕业设计9图 2.2 发动机横置的前置前驱动乘用车驱动桥4、蜗杆传动蜗杆传动与锥齿轮传动相比有如下优点：1)在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到较大的传动比(可大于 7)。2)在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声。3)便于汽车的总布置及贯通式多桥驱动的布置。4)能传递大的载荷，使用寿命长。5)结构简单，拆装方便，调整容易。但是由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低。蜗杆传动主要用于生产批量不大的个别重型多桥驱动汽车和具有高转速发动机的大客车上。2.1.2 主减速器主、从动锥齿轮的支承方案黑龙江工程学院本科生毕业设计10主减速器中必须保证主、从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好的工作。齿轮的正确啮合，除与齿轮的加工质量、装配调整及轴承、主减速器壳体的刚度有关以外，还与齿轮的支承刚度密切相关。1主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。图 2.3 主减速器锥齿轮的支撑形式如图 2.3，悬臂式支承结构的特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴颈，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度a 和增加两支承间的距离凸 b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子的大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。为了尽可能地增加支承刚度，支承距离b 应大于 25 倍的悬臂长度 a，且应比齿轮节圆直径的 70还大，另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸a。为了方便拆装，应使靠近齿轮的轴承的轴径比另一轴承的支承轴径大些。靠近齿轮的支承轴承有时也采用圆柱滚子轴承，这时另一轴承必须采用能承受双向轴向力的双列圆锥滚子轴承。支承刚度除了与轴承形式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外，还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关。如图 2.3，跨置式支承结构的特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，因此齿轮的承载能力高于悬臂式。此外，由于齿轮大端一侧轴颈上的两个相对安装的圆锥滚子轴承之间的距离很小，可以缩短主动齿轮轴的长度，使布置更紧凑，并可减小传动轴夹角，有利于整车布置。但是跨置式支承必须在主减速器壳体上有支承导向轴承所需要的轴承座，从而使主减速器壳体结构复杂，加工成本提高。另外，因主、从动齿轮之间的空间很小，致使主动齿轮的导向轴承尺寸受到限制，有时甚至布置不下或使齿轮拆装困难。跨置式支承中的导黑龙江工程学院本科生毕业设计11向轴承都为圆柱滚子轴承，并且内外圈可以分离或根本不带内圈。它仅承受径向力，尺寸根据布置位置而定，是易损坏的一个轴承。在需要传递较大转矩情况下，最好采用跨置式支承。2.从动锥齿轮的支承从动锥齿轮的支承，如图 2.3，其支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关。从动锥齿轮多用圆锥滚子轴承支承。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸 c+d。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，c 十 d 应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的 70。为了使载荷能尽量均匀分配在两轴承上，应尽量使尺寸 c 等于或大于尺寸 d。在具有大的主传动比和径向尺寸较大的从动锥齿轮的主减速器中，为了限制从动锥齿轮因受轴向力作用而产生偏移，在从动锥齿轮的外缘背面加设辅助支承。如图 2.4 所示。辅助支承与从动锥齿轮背面之间的间隙，应保证偏移量达到允许极限时能制止从动锥齿轮继续变形。主、从动齿轮受载变形或移动的许用偏移量如图 2.4 所示。图 2.4 辅助支撑与许用偏移量2.2 基本参数选择与计算载荷的确定2.2.1 计算载荷的确定汽车主减速器锥齿轮的切齿法有格里森和奥里康两种方法，这里仅介绍格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法。1 按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩ceT黑龙江工程学院本科生毕业设计12 （2.21）niikiTkTfedce01max式中，为计算转矩（ N.m）；为猛接离合器所产生的动载系数，ceTdk货车：；为发动机最大转矩； n 为计算驱动桥数；为变速器1dkmaxeT1i一档传动比；为发动机到万向传动轴之间的传动效率。2 按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩csT （2.22）mmrceirmGT22式中，为计算转矩（ N.m）；为满载状况下一个驱动桥上的静载csT2G荷（N）；为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，轿车：2m，货车：；为轮胎与路面间的附着系数；4 . 12 . 12m2 . 11 . 12mrr为车轮滚动半径（ m）；为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比；mi为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率。m3 按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩cfT （2.23）nirFTmmrtcf式中，为计算转矩（ N.m）；为汽车日常行驶平均牵引力（N）。cfTtF用式（2.21）和式（2.22）求得的计算转矩是从动锥齿轮的最大转矩，不同于用式（2.23）求得的日常行驶平均转矩。当计算锥齿轮最大应力时，计算转矩 Tc 取前面两种的较小值，即 Tc=minTce,Tcs；当计算锥齿轮的疲劳寿命时， Tc 取。cfT主动锥齿轮的计算转矩为（2.24）GcziTT0式中，为主动锥齿轮的计算转矩（ N.m）；为主传动比；为主、zT0iG从动锥齿轮间的传动效率。计算时，对于弧齿锥齿轮福，取 95%；对G黑龙江工程学院本科生毕业设计13于双曲面齿轮副，当6 时，取 85%，当=6 时，取 90%。0iG0iG2.2.2 基本参数选择主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数和、从动锥齿轮大1z2z端分度圆直径和端面模数、主、从动锥齿轮齿面宽和、双曲面齿轮2Dsm1b2b副的偏移距 E、中点螺旋角、法向压力角等。1 主、从动锥齿轮齿数和1z2z选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：1)为了磨合均匀 ,、之间应避免有公约数。1z2z2)为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于 40。3)为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于货车，一般不1z少于 6。4)当主传动比较大时，尽量使取得小些，以便得到满意的离地间0i1z隙。5)对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。1z2z2 从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数2Dsm对于单级主减速器，对驱动桥壳尺寸有影响，大将影响桥壳的2D2D离地间隙；小则影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的2D安装。可根据经验公式初选2D （2.25）322cDTKD 式中，为从动锥齿轮大端分度圆直径（ mm）；为直径系数，一2D2DK般为 13.015.3；Tc 为从动锥齿轮的计算转矩（N m）。Tc=minTce, Tcsm 由下式计算s 22/ zDm 黑龙江工程学院本科生毕业设计14（2.26）式中，m 为齿轮端面模数。s同时，m 还应满足s （2.27）3cmsTKm 式中，为模数系数，取 0.30.4。mK3 主、从动锥齿轮齿面宽和1b2b锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过小。这样，不但减小了齿根圆半径，加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命。此外，在安装时有位置偏差或由于制造、热处理变形等原因，使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽也会引起装配空间的减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。从动锥齿轮齿面宽推荐不大于其节锥距的 0.3 倍，即2b2A=0.3，而且应满足=1.6mm 时，当 m 1.6mm 时，=0.5；为齿s25. 0)4 .25/(ssmk sskmk面载荷分配系数，跨置式结构：1.01.1，悬臂式结构：mk1.101.25；为质量系数，当轮齿接触良好，齿距及径向跳动精度高mkvk时，1.0；b 为所计算的齿轮齿面宽 (mm)；D 为所讨论齿轮大端分度rk圆直径(mm)；Jw 为所计算齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，取法见参考文献10。按发动机最大转矩计算时的p(Nmm-1)按驱动轮打滑转矩计算时的p/(N.mm-1)参数汽车类别一挡二挡直接挡-轮胎与地面的附着系数轿车893536321893货车1429 -2501429大客车982 -214-0.85牵引车536 -250-0.65黑龙江工程学院本科生毕业设计17上述按 minTce,Tcs计算的最大弯曲应力不超过 700MPa；按 Tcf 计算的疲劳弯曲应力不应超过210MPa，破坏的循环次数为 6x106。3 轮齿接触强度锥齿轮轮齿的齿面接触应力为 301102jvfmszpjbJkkkkkTDc（2.35）式中，为锥齿轮轮齿的齿面接触应力 (MPa)；为主动锥齿轮大j1D端分度圆直径 (mm)；b 取和的较小值 (mm)；为尺寸系数，它考虑1b2bsk了齿轮尺寸对淬透性的影响，通常取1.0；为齿面品质系数，它取决于sk齿面的表面粗糙度及表面覆盖层的性质 (如镀铜、磷化处理等 )，对于制造精确的齿轮，取 1.0；为综合弹性系数，钢对钢齿轮，取skpcpc232.6N1/2mm；为齿面接触强度的综合系数，取法见参考文献10；jJ、见式(2.34)的说明。0kmkvk上述按 minTce,Tcs计算的最大接触应力不应超过 2800MPa，按 Tcf 计算的疲劳接触应力不应超过 1750MPa。主、从动齿轮的齿面接触应力是相同的。2.4 锥齿轮轴承的载荷计算1 锥齿轮齿面上的作用力锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有一法向力。该法向力可分解为沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。(1) 齿宽中点处的圆周力齿宽中点处的圆周力 F 为 2/T2FmD(2.41)式中，T 为作用在从动齿轮上的转矩；Dm2为从动齿轮齿宽中点处的分度圆直径，由式(2.42)确定，即 (2.42)222sinDDm黑龙江工程学院本科生毕业设计18式中，D2为从动齿轮大端分度圆直径；b2为从动齿轮齿面宽；为从动齿2轮节锥角。由 F1F2 = cos1cos2可知，对于弧齿锥齿轮副，作用在主、从动齿轮上的圆周力是相等的；对于双曲面齿轮副，它们的圆周力是不等的。(2) 锥齿轮的轴向力和径向力图 2.5 为主动锥齿轮齿面受力图。其螺旋方向为左旋，从锥顶看旋转方向为逆时针。FT为作用在节锥面上的齿面宽中点A 处的法向力。在 A 点处的螺旋方向的法平面内，FT分解成两个相互垂直的力FN和 Ff。FN垂直于 OA 且位于OOA 所在的平面，Ff位于以 OA 为切线的节锥切平面内。Ff在此切平面内又可分解成沿切线方向的圆周力 F 和沿节锥母线方向的力 Fs。F 与 Ff之间的夹角为螺旋角，FT 与 Ff之间的夹角为法向压力角。这样有 F=FTcoscos (2.43) FN=FTsina=Ftanacos (2.44) Fs=FTcossin=Ftan (2.45) 于是作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力 Faz 和径向力 Frx 分别为 Faz=FNsin+Fscos (2.46) Frz=FNcos-Fssin (2.47) 若主动锥齿轮的螺旋方向和旋转方向改变时，主、从动齿轮齿面上所受的轴向力和径向力见表 2.2。2锥齿轮轴承的载荷当锥齿轮齿面上所受的圆周力、轴向力和径向力计算确定后，根据主减速器齿轮轴承的布置尺寸，即可求出轴承所受的载荷。图2.5 为单级主减速器的悬臂式支承的尺寸布置图，各轴承的载荷计算公式见表2.2表表 2.2 齿面上的轴向力和径向力齿面上的轴向力和径向力主动小齿轮螺旋方向旋转方向轴向力径向力黑龙江工程学院本科生毕业设计192.5 锥齿轮的材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。它是传动系中的薄弱环节。锥齿轮材料应满足如下要求：1)具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面具有高的硬度以保证有高的耐磨性。2)轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。3)锻造性能、切削加工性能及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。4)选择合金材料时，尽量少用含镍、铬元素的材料，而选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。汽车主减速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV等。渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层(一般碳的质量分数为0.81.2)，具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性，故这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。由于较低的含碳量，使锻造性能和切削加工性能较好。其主要缺点是热处理费用高，表面硬化层以下的基底较软，在承受很大压力时可能产生塑性变形，如果渗透层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层剥落。为改善新齿轮的磨合，防止其在运行初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理及精加工后，作厚度为0.0050.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面进行应力喷丸处理，可提高25的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。渗硫后摩擦因数可显著降低，即使润滑条件较差，也能防止齿面擦伤、咬死和胶合。2.6 本章小节右顺时针主动齿轮Faz=F/cos(tansin-sincos)主动齿轮Frz=F/cos(tancos+sinsin)左逆时针从动齿轮Fac=F/cos(tansin+sincos)从动齿轮Frz=F/cos(tancos-sinsin)黑龙江工程学院本科生毕业设计20本章介绍了汽车主减速器的设计方法，此设计方法是本软件开发的基础，在汽车主减速器设计方法中重点讲解了结构形式的选择、计算载荷的确定、基本参数的选择、齿轮尺寸的计算、齿轮强度的计算、轴承载荷的计算、齿轮材料等。图 2.5 齿面受力与轴承分布尺寸黑龙江工程学院本科生毕业设计21第 3 章汽车主减速器参数优化软件设计3.1 汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择及语言使用概述3.1.1 汽车主减速器参数优化软件编程语言的选择几种常见的编程语言有：VF 编程语言，VC 编程语言，VB 编程语言，Delphi 编程语言，Java 编程语言和 SQL 编程语言。下面介绍这几种编程语言的特点：VF：是 Visual FoxPro 的缩写，它是由 Microsoft 在 FoxPro 的基础上推出的功能强大、可视化、面向对象的数据库编程语言，同时它也是一种强大的数据库管理系统。VC：Visual C，微软公司高级可视化计算机程序开发语言。C 语言被人们称为近十年来对计算机程序设计最大的贡献之一。它有高级语言简单易用的特性，又可以完成汇编语言才能做的许多工作。因此，C 语言特别适合用来编写各种复杂软件。如果说 BASIC 语言是初学者和业余爱好者的编程语言的话，那么 C 语言就是专业人员的编程语言了。Delphi：特尔斐，古希腊城市名，被古希腊人当成世界的中心，因有阿波罗神殿而出名。在电脑英语中指美国宝兰(Borland)公司的一种可视化、面向对象、事件驱动的电脑编程语言。 Java：它集面向对象、平台无关性、稳固性、安全性、多线程等诸多特性于一体，增加了异常处理、网络编程等方面的功能，特别适合于 Internet 应用的开发，是实现“一个世界，一个网络”构想的关键。用 Java 编写的各类软件能真正做“Write Once，Run anywhere(一次写成，到处运行)”。SQL：Structure Query Language，结构化查询语言。SQL 是关系数据库管理系统中的一种简明扼要、面向集合的语言，它对一个或多个数据表进行查询，产生一个结果数据表。黑龙江工程学院本科生毕业设计22VB：Visual Basic 的缩写，微软公司高级可视化计算机程序开发语言。这是一种功能极强的面向对象的可视化程序设计语言。VB6.0 具有直观的界面设计、短小精练的语言风格和易学易用的语法特点，它简单易学、人机对话方便、程序运用调试方便。根据上述各种编程语言的特点可知：VF 更加适用于关于数据库编程方面的软件；VC 可以说是专业人员的编程语言，掌握起来有一定的难度；Delphi 很少被人知道，普及不广泛，遇到问题时不知向谁请教；Java 适合于 Internet 应用的开发；SQL 是关系数据库管理系统的语言。综上所述，只有 VB 编程语言才更加的适用于此设计的编程。此外，VB6.0 具有如下功能特点：具有面向对象的可视化设计工具事件驱动的编程机制事件的驱动是非常适合图形用户界面的编程方式。用户的操作即事件掌握着程序的运行流向。每个事件都能驱动一段程序的运行，这样的应用程序代码较短，使得程序既易于编写又易于维护。提供了易学易用的应用程序集成开发环境在 VB6.0 集成开发环境中，用户可设计界面、编写代码和调试程序，把应用程序编译成可执行文件，直至把应用程序制作成安装盘，以便能够在脱离Windows 环境中进行。结构化的程序设计语言VB6.0 具有丰富的数据类型，众多的内部函数，模块化、结构化的程序设计机制，结构清晰，简单易学。完备的 HELP 联机帮助功能3.1.2 汽车主减速器参数优化软件编程语言的使用概述一个应用程序建立之前，首先要建立一个新的工程，然后再在里面存放一些所需的控件，这个新的工程好比一个大的容器，它能承载着你需要的东西。建立一个应用程序分为以下几步进行：建立用户界面的对象；对象属性的设置；对象事件过程及编程；调试、保存和运行程序。1、建立用户界面的对象一个新的工程建立好后，接着就是要建立界面的对象，这里所说的对象是指窗体和控件。窗体在程序设计阶段被称为窗体设计器窗口，是程序员的工作黑龙江工程学院本科生毕业设计23平台；在程序设计运行阶段被称为用户界面窗口，是用户与程序交互的工作台。控件是由 VB6.0 系统或用户预先定义好的，以按钮、图标、文本框及菜单条等形式存放在工具箱中，用以完成程序设计中特定功能的一组工具。用户只需要选中自己想用的控件，然后在相应的位置“画”出来，一个大小由自己决定的控件就出现在窗体上。2、对象属性的设置对象建立好后，就要为其设置属性值。属性是对象的参数。每个对象都对应着一段预先编写的子程序代码，当调用这段子程序时，就可以将属性的设定值作为参数传送给该子程序，来取代其原来的默认属性值，达到改变对象属性的目的。这里只简单介绍 4 个常用控件的属性。窗体(Form)的属性窗体属性的设置和窗体的外观和操作密切相关。在程序运行阶段被称为用户界面窗口，是用户与程序交互的操作台。因此，窗体属性的设置在本软件中至关重要。窗体的属性多达 50 余种，这里不能一一介绍。因为在实际应用中，大多数属性都可采用系统提供的默认值。一般情况下，设计者不必对每一个对象的各个属性一一进行设置，而只有在其默认值不能满足要求时，才需要用户去设置新的属性值，其中常用到的属性如下：Caption：窗体标题，是出现在窗体标题栏的文本内容。默认使用窗体名的默认值。Font：此属性的设置主要包括：字体、字体样式、字体大小、效果的设置。ForeColor、BackColor：分别用来设置对象上显示文本或图形的前景颜色和背景颜色。StartUpPosition：一共有四个属性选择，考虑视觉效果，属性设置选择屏幕中心，即窗体在运行期间始终位于屏幕的中心。Picture：该属性用于设置窗体中要显示的图片。在属性窗口中，可以单击 Picture 设置框右边的“” ，打开一个“加载图片”对话框，用户可以选择一个图形文件装入，也可以在代码窗口中通过 LoadPicture 函数加载图形文件。WindowsState：取值为 0 表示有窗口边界的正常窗口状态，1 表示以图标方式显示的最小状态，2 表示无边框充满整个屏幕的最大化状态。标签(Lable)的属性黑龙江工程学院本科生毕业设计24标签主要是用来显示（输出）文本信息，但是不能作为输入信息的界面，也就是标签控件的内容只能用 Caption 属性来设置或修改，而不能直接编辑。标签的主要属性有 30 多个。大多数属性的默认值设置能够满足一般情况下的要求，只有少数的属性值用户有时要进行修改。这些常用的要修改的属性值，除了上面已介绍过的属性 Caption、Font、ForeColor 外，再简单介绍如下两个属性：AutoSize：一共有两个属性设置True 和 False，即是否根据内容自动调节标签的大小以适应其内容的显示，但系统不会自动换行处理。BackStyle：一共有两个属性设置Transparent 和 Opaque，当选择Transparent，则 Lable 的背景样式设置为透明的，可以与窗体的颜色相容。文本框(TextBox)的属性文本框既可以用来输出或显示文本信息，除了前面已经介绍的属性 Name、Font、BorderStyle 外，还有下面几个比较重要的属性。Text：文本属性。文本框不具有 Caption 属性，用户从文本框输入和编辑、修改的文本内容就保存在 Text 属性中，所以常常通过获取该属性值来获取用户输入或编辑的数据。Text 属性的文本内容最多为 2048 个字符，若 MultiLine 属性为 True，则可输入多达 32KB 的文本。 MultiLine：多行属性。本属性值若为 True，则可输入和显示多行文本；若为 False，则只能输入一行文本。MaxLength：最大长度属性。本属性的默认值是 0，表示文本框可接受任意个数的字符，否则，文本框只接受 MaxLength 属性设定的字数。注意，在VB6.0 中字符的长度以字为单位，即一个西文字符与一个汉字都是一个字，长度为 1。命令按钮（Command Button）设置命令按钮是 VB6.0 应用程序中最常用的控件，它提供了用户与应用程序交互的一种简便的方法。命令按钮的属性有 30 多种，本程序中命令按钮的常用属性前面已介绍了，这里不再重复叙述。3、对象事件过程及编程建立了用户界面并为每个对象设置了属性后，就要考虑用什么事件来激发对象执行所需要的操作，这涉及到选择对象的事件和编写事件过程代码。下面就介绍几个常用事件。Load黑龙江工程学院本科生毕业设计25Load 事件用来在启动程序时对属性和变量进行初始化。在装入窗体后，只要运行程序，就会自动触发 Load 事件，并执行窗体 Form_Load 事件过程。Form_ Load 过程执行完之后，如果窗体模块中还存在其它事件过程，则 VB6.0将暂停程序的执行，并等待触发下一个事件过程。如 Form_Load 事件过程内不存在任何指令，则系统将显示该窗体。ClickClick 单击事件是单击鼠标左键时发生的事件。程序运行后，当单击窗体本身（不是窗体上的控件）的某个位置时，将触发 Click 事件，执行窗体的Form_Click 事件过程。如果单击的是窗体内的控件，则只能调用相应控件的Click 事件过程。这个也是主要的事件过程，很多效果的实现都要依靠“单击”来触发。Activate当窗体变为活动窗口时触发的 Activate 事件，而另一个窗体变为活动窗口前触发 Deactivate 事件，并执行窗体的 Form_Activate 或 Deactivate 事件过程。4、程序的调试、保存与运行程序的调试在程序的设计过程中，错误是难免的，查找和修改错误的过程称为程序的调试。VB6.0 为程序提供了一组交互式的、有效的调试工具。现列举主要的出错类型介绍如下：a、编辑时错误在代码窗口编辑代码时，VB6.0 会对程序直接进行语法检查，当发现程序中存在的错误。例如，语句没有输入完、关键字输入错误等，VB6.0 回弹出一个对话框，提示出错信息。这时设计者必须关闭出错提示对话框，出错的那一行变成红色，出错部分被高亮度显示，提示设计者进行修改。b、编译错误编译错误指单击了“启动”按钮，VB6.0 开始运行程序前，先编译执行的程序段产生的错误。此类错误是由于用户未定义变量、遗漏关键字等原因而产生的。这时，VB6.0 会弹出一个对话框，提示出错信息。出错的那一行被高亮度显示，同时 VB6.0 停止编译。c、运行时错误运行错误指 VB6.0 在编译通过后，运行代码时发生的错误。这类错误往往是由指令代码执行了一行非法操作引起的。这时，VB6.0 回弹出一个对话框，黑龙江工程学院本科生毕业设计26这时用户单击“调试”按钮，进入中断模式，光标停留在引起出错的那一句上，此时可以修改代码。d、逻辑错误程序运行后，得不到所期望的结果，这说明程序存在逻辑错误。通常，逻辑错误不会产生错误提示信息，故错误较难排除。要排除这类错误，需要设计者仔细阅读分析程序，并具有调试程序的经验。程序的保存在程序运行前，必须先保存程序，这样可以避免由于意外造成程序的丢失。程序运行结束后还要经过修改的有关文件在保存到磁盘上。一个应用程序是以工程文件的形式保存在磁盘上的。程序的运行在 VB6.0 中，程序可以以两种可以以两种模式运行，即编译运行模式和解释运行模式。编译运行模式的启动通过“文件”菜单的“生成.exe”命令后，系统读取程序中全部代码，将其转换为机器代码，并保存在扩展名为 exe 的可执行文件中，供以后多次运行。解释模式的启动通过选择“运行”菜单的“启动”命令（或按 F5 键、或单击“启动”按钮），系统读取事件激发的那段事件过程代码，将其转换为机器代码，然后执行该机器代码。由于转换后的机器代码不保存，如需要再次运行该程序，必须再解释一次，运行速度比编译运行模式慢。若在程序运行过程中出错，系统显示出错信息，系统自动进入“中断”运行模式，回到代码窗口，提示用户对代码进行修改。用户修改好程序后，再运行。在开发阶段为了便于程序的调试，一般使用此模式。它伴随调试的整个过程。3.2 汽车主减速器参数优化软件设计体系3.2.1 汽车主减速器参数优化软件系统运行平台本软件的工作环境为 WINDOWS 95/98/me/2000/XP。3.2.2 汽车主减速器参数优化软件系统实现功能本软件的功能就是将人们从设计主减速器所需的繁琐、重复性的计算中解脱出来。在输入了相应参数与数据后，对于汽车主减速器参数优化软件将自动计算出相应的参数结果，包含齿轮基本参数、几何尺寸等。对于参数优化系统来说，则可以对齿轮参数进行优化，可以使设计效率有很大的提高。3.3 汽车主减速器参数优化软件设计本课题开发的汽车主减速器参数优化软件主要由三个部分组成：减速形式黑龙江工程学院本科生毕业设计27的选择、具体的设计计算以及参数的优化。图 3.1 是本设计软件的首页。在进行程序设计时，首先要建立一个工程，在工程上添加相应的窗体，并且在窗体上进行用户界面的设计。设计者只需根据需求点击工具箱上相应的按钮，并且在界面上画出，那么就设计出了相应的运行界面。其次，利用 VB 具有的可视化界面设计，对这个界面进行了相应的美化。单击该界面，进入密码界面，如图 3.2 所示。密码由 6 位数字组成，当用户输入密码错误或者输入密码为非数字时，系统会弹出对话框做出相应的警告。图 3.3 为本设计软件的总体轮廓图。界面上给出了设计的总体步骤。并且提供了菜单栏，以便用户使用。单击”主减速比的确定”，进入输入主减速比界面。输入主减速比，单击”下一步”，进入减速形式选择界面。如图 3.4 所示。 ”单级主减速器”与”双级主减速器”二者选其一，进入下一个页面。3.3.1 单级主减速器设计步骤如图 3.5 所示为单级主减速器锥齿轮设计主页面，其上显示了锥齿轮设计的步骤及设计顺序。单击即可进入。图 3.6 为锥齿轮设计流程图。图3.1 系统首页黑龙江工程学院本科生毕业设计28图 3.2 密码界面图 3.3 总体轮廓图黑龙江工程学院本科生毕业设计29图 3.4 减速形式选择界面图3.5 单级设计首页黑龙江工程学院本科生毕业设计30图 3.6 锥齿轮设计流程图进入齿轮形式选择界面，如图3.7所示。该界面是充分利用了 lable 的性能，让整个界面充满了齿轮形式选择的信息。选择完毕后，返回上一页。黑龙江工程学院本科生毕业设计31图 3.7 齿轮形式选择界面单击第二个选项，进入齿轮支撑形式的选择，如图3.8所示。原理和图3.7一样，给出一定的信息，帮助用户者选择。黑龙江工程学院本科生毕业设计32图 3.8 齿轮的支撑形式图3.9 计算载荷的确定如图 3.9 和图 3.10 所示为载荷的计算，在输入相应的数据后，单击计算按钮会自动计算出结果。返回设计首页，进入齿轮主要参数选择界面，如图 3.11 所示。该界面主要展示了设计齿轮主要参数的流程以及相应的顺序。并且单击相应的选项即可进入具体的设计界面。利用连接库知识，在人机界面上插入多个表格（锥齿轮齿数选择表），可供用户查阅，并做出选择。如图 3.12。黑龙江工程学院本科生毕业设计33图3.10 计算载荷的确定如图 3.13 为端面模数的计算界面，首先计算出从动齿轮大端分度圆直径的范围，用户可从范围中选取一个数值，再由此数值计算出端面模数的具体值。图 3.14 为齿宽 b 的计算界面。由经验公式，点击计算按钮，即可计算出主从动锥齿轮的齿宽值。图 3.15 为用户选择基本参数界面，包括螺旋角，旋向以及压力角。为以后的几何尺寸计算做好基础。在基本参数都以选择和输入完毕之后，就开始设计齿轮几何尺寸的界面。图 3.16 为锥齿轮几何尺寸输出界面。所有数据都是通过用户之前的输入或选择的参数计算而来。随着用户输入参数值不同，选择的参数值不同都会带来最后几何尺寸的不准确。黑龙江工程学院本科生毕业设计34图 3.11 齿轮主要参数选择界面图3.12 齿数的选择黑龙江工程学院本科生毕业设计35图 3.13 端面模数界面图 3.14 齿宽界面黑龙江工程学院本科生毕业设计36 图 3.15 基本参数选择图 3.16 齿轮几何尺寸计算界面通过齿轮的几何尺寸就可以进行强度计算。图 3.17 与图 3.18 为强度校核的界面之一。单击即可弹出信息，通过 if 条件语句的编程，完成这一步骤。图 3.19 为齿轮材料的选择。可根据界面所提供信息选择。黑龙江工程学院本科生毕业设计37图 3.17 弯曲强度计算界面图3.18 接触强度计算界面黑龙江工程学院本科生毕业设计38图 3.19 材料界面以齿轮齿数，端面模数，齿宽以及螺旋角作为变量。再根据各变量的约束，以及满足相应的强度要求作为约束条件，以循环语句作为工具进行优化。如图3.20 所示。图 3.20 优化界面黑龙江工程学院本科生毕业设计393.3.2 双级主减速器设计步骤在如图 3.4 所示的减速形式选择界面上，选择双级主减速器，进入双级主减速器设计主界面，如图 3.21 所示。此界面主要展现了双级主减速器设计的主要步骤及相关顺序。并且单击选项即可进入其下界面。图 3.19 双级设计首页界面图 3.22 为主减速比分配界面。因为主减速比与第一级减速比和第二级减速比的关系，可通过简单的计算算出第一级减速比和第二级减速比。图 3.20 主减速比的分配界面黑龙江工程学院本科生毕业设计40双级主减速器第一级锥齿轮的设计与单级主减速器锥齿轮的设计大概一致，所以利用这一共同点，可共同用同一个设计子程序，无需再次编程。所以此处不再多加讲述双级主减速器第一级锥齿轮的设计步骤。图 3.23 为双级主减速器第二级斜齿圆柱齿轮的设计界面。此界面同样展示了斜齿圆柱齿轮的设计流程。单击即可进入相应界面。图 3.24 为斜齿圆柱齿轮的设计流程图。图3.23 斜齿圆柱齿轮设计界面黑龙江工程学院本科生毕业设计41图 3.24 斜齿圆柱齿轮设计流程图斜齿圆柱齿轮的中心距可根据经验公式算出其范围，用户需从中选取一个适当的数值。在选定中心距数值后，再次计算齿宽的范围，用户则再次从中选取数值。如图 3.25 所示。利用链接库的知识把与模数相关的列表加入如图 3.26 所示的模数界面中，用户可根据设计车型的要求从中选择相应的模数，填入文本框中。图 3.27 为斜齿圆柱齿轮螺旋角与压力角界面。把相关信息加到界面上供用户参考。通过前方参数数值的输入与计算，得知主从动齿数和可以确定。又因为二级减速比知道，所以组成方程组可求解出主从动斜齿圆柱齿轮的齿数。用户可根据解出来的解，稍加调整，选择并判定最后的主从动齿轮齿数。如图 3.28 所示。基本参数确定下来以后就可以之间或间接的计算出斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。如图 3.29 所示。在几何尺寸确定下来之后，就可以进行数据的校核。考察数据的准确性。利用 if 条件语句进行编程，判断出所计算载荷值是否在许用范围内。再利用msgbox 弹出对话框告知校核成功或者校核失败。如图 3.30 和图 3.31图 3.25 中心距及齿宽界面黑龙江工程学院本科生毕业设计42图 3.26 模数界面图 3.27 压力角与螺旋角界面黑龙江工程学院本科生毕业设计43图 3.28 齿数界面图 3.29 斜齿圆柱齿轮几何尺寸界面黑龙江工程学院本科生毕业设计44图 3.30 斜齿弯曲强度界面图 3.31 斜齿接触强度界面黑龙江工程学院本科生毕业设计453.4 本章小节本章介绍了开发语言的选择，并对所选开发语言 VB6.0 进行了简单介绍，然后介绍了汽车主减速器参数优化软件的设计。最后说明了各处的设计技巧以及存在的一些问题。黑龙江工程学院本科生毕业设计46第 4 章汽车主减速器参数优化软件测试在软件的定义、分析、设计过程中采用不同的措施来保证软件的质量，但在软件实际开发过程中难免还会存在问题。为尽早发现存在的问题，必须对软件进行充分的测试,通过测试能极大地提高系统的可靠性。4.1 汽车主减速器参数优化软件测试简介测试的目标是：尽可能以最少的代价找出软件潜在的错误和缺陷。基于测试的目标，在设计测试方案时要设计能暴露错误的方案，而不是证明系统无错误。它是测试通过圆满完成的关键。根据设计测试用例方法的不同，软件测试分为白盒测试和黑盒测试两种方法。1、白盒测试测试者必须对程序内部结构和处理过程非常清楚，根据程序的内部结构进行程序测试，检查程序中的每条通路是否能完成预定要求工作,白盒测试也称为结构测试。2、黑盒测试黑盒测试法将程序看成是一个黑盒子，只在程序接口上进行测试，主要看软件是否完成功能的要求，因此黑盒测试也称为功能测试。4.2 汽车主减速器参数优化软件的测试为了测试本计算软件是否能实现预期的计算功能，得出正确的计算结果，这里采用黑盒测试法。1、选择减速形式输入主减速比 i=6.25，根据界面所提供信息选择双级主减速器。2、主减速比的分配如图 4.1 所示，第一级主减速比为 2.083，第二级主减速比为 3。3、锥齿轮的设计（1）锥齿轮类型选择螺旋锥齿轮，如图 4.2 所示。（2）主动齿轮支承选择跨置式，从动齿轮支承选择骑马式，如图 4.3 所示。（3）输入相关数据，计算不同情况下的计算载荷。如图 4.4 和图 4.5 所示。黑龙江工程学院本科生毕业设计47（4）主动锥齿轮齿数为 12，从动锥齿轮齿数为 25。如图 4.6 所示。（5）通过计算，端面模数为 9。如图 4.7 所示。（6）齿宽的具体数值如图 4.8 所示。（7）螺旋角选为 35，压力角选为 20，旋向如图 4.9 所示。（8）计算锥齿轮几何尺寸，具体尺寸如图 4.10 所示。（9）通过弯曲强度校核，主动锥齿轮按计算转矩最小值校核结果为552.65Mpa，700Mpa 满足要求；按日常行驶平均转矩校核结果为162.59Mpa,210Mpa 满足要求；从动锥齿轮按计算转矩最小值校核结果为547Mpa,700Mpa 满足要求；按日常行驶平均转矩校核结果为160.94Mpa,210MPa 满足要求。通过接触强度校核，按计算转矩最小值校核的结果为2678.94Mpa,2800Mpa 满足要求；按日常行驶平均转矩校核的结果为1453.6Mpa,1750Mpa 满足要求。如图 4.11 和图 4.12 以及图 4.13 和图 4.14 所示。（10）选用。inrTmc20（11）进行参数优化，结果如图 4.15 所示。4、斜齿圆柱齿轮的计算（1）选取中心距为 200mm，齿宽为 80mm.如图 4.16 所示。黑龙江工程学院本科生毕业设计48图 4.1 主减速比的分配图 4.2 齿轮形式选择图 4.3 支承形式选择黑龙江工程学院本科生毕业设计49图 4.4 计算载荷确定黑龙江工程学院本科生毕业设计50图 4.5 计算载荷确定黑龙江工程学院本科生毕业设计51图 4.6 齿数选择图 4.7 端面模数的计算黑龙江工程学院本科生毕业设计52图 4.8 齿宽的计算图 4.9 基本参数选择黑龙江工程学院本科生毕业设计53图 4.10 锥齿轮几何尺寸图 4.11 弯曲强度校核黑龙江工程学院本科生毕业设计54图 4.12 接触强度校核图 4.13 接触强度校核黑龙江工程学院本科生毕业设计55图 4.14 弯曲强度校核图 4.15 参数优化黑龙江工程学院本科生毕业设计56图 4.16 中心距及齿宽的计算（2）模数选择为 6。如图 4.17 所示。（3）压力角取为 20，螺旋角取为 30。如图 4.18 所示。（4）主动齿数为 15，从动齿数为 43。如图 4.19 所示。（5）斜齿圆柱齿轮的几何尺寸如图 4.20 所示。（6）通过斜齿弯曲强度校核，校核结果为 200.99Mpa,250Mpa,满足要求；通过接触强度校核，校核结果为 1803.529Mpa,2000Mpa,满足要求。如图 4.21和图 4.22 所示。图 4.17 模数的选择黑龙江工程学院本科生毕业设计57图 4.18 压力角与螺旋角的选取图 4.19 齿数的计算黑龙江工程学院本科生毕业设计58图 4.20 几何尺寸图 4.21 弯曲强度校核黑龙江工程学院本科生毕业设计59图 4.22 接触强度校核4.3 本章小结首先对软件测试的功能和方法进行了概述，然后利用具体实例对汽车主减速器参数优化软件进行测试，并完成了全部计算。通过比较，与人工计算结果相同，达到了预期效果。黑龙江工程学院本科生毕业设计60结论随着现代工业的发展，汽车工业问题成为工业产业的首要问题，要解决这个问题就要研究汽车本身的设计问题，只有这样才能够有效的解决人们对车辆越来越高的要求。而要确定汽车设计方法，是一项很复杂、繁琐、重复的计算。显然，人工进行计算是不合适的。人们就希望利用计算机快速计算的功能，来实现汽车设计的计算。因而，开发设计汽车主减速器参数优化软件是十分必要的。在毕业设计期间，通过对汽车主减速器的认真研究，利用 VB6.0 对汽车主减速器的齿轮机构进行了计算软件开发，主要完成的工作、得出的结论如下：（1）本软件是基于 Microsoft Visual Basic6.0 开发的，对汽车主减速器的设计过程进行了编程设计，纯中文界面以及各种直观的效果更有利于学习使用。（2）对于汽车主减速器齿轮机构来说，可以以主减速比作为变量，利用体积最小的方法来进行参数的优化。这样不仅缩短了研发周期，提高了工作效率，而且在方便简单的同时得到了最优解。（3）采用已有数据，对所开发的计算软件进行了测试，通过测试进一步完善了计算软件。（4）撰写了该软件的使用说明书，并将其打包到软件帮助菜单下。此设计软件虽然提高了设计计算的效率，但也有很多不足之处。由于算法本身的因素，导致了这种算法更适合人工计算，即使运用计算机进行计算，人工参与的工作还是很多。而且由于本人水平有限，接触 VB6.0 不久，在软件的功能上还有很多无法实现的东西，这些有待在以后改进。黑龙江工程学院本科生毕业设计61参考文献1 吴志敏等.农用动力车动力的优选方案.农业工程学报.1996, 12( 3) ：101105 .2 戴冠军.城市载货汽车和公共汽车运行工况模式的探讨.西安公路报.1985,(1)：1620 .3 唐大放，张永忠，阎海峰.工程机械驱动桥准双曲面齿轮的优化选型设计.工程机械.2004（1）：3133 .4 遇立基磨齿工艺与磨齿机的技术发展概况J现代制造工程。2008(2)：145 佟晓东，王立鼎渐开线实体基准的研制J计量技术，1998(05)：33366 张俊杰，马勇双盘式渐开线仪中的轮轨弹性蠕滑问题J机械传动，2007，31(5)：687 孙靖民机械优化设计M北京：机械工业出版社，2005：2142288 濮良贵机械设计M北京：高等教育出版社，2004：1952009 席平原应用 matlab 软件实现机械优化设计J机械设计与研究，2003(3)：232510林雪松Matlab70 应用集锦M北京：机械工业出版社 2006：31733611Enayet BHalim，Skish LShah，Ming JZuo，et a1Fault Detection of Gearbox from Vibration Signal using TimeFrequency Domain AveragingProceedings of the 2006 American Control Coference，2006，4430-4435.黑龙江工程学院本科生毕业设计6212Abhinav Saxena，Biaing Wu and George VachtsevanosA Methodology for Analyzing Vibration Data from Planetary Gear Systems using Complex Morlet WaveletsAmerican Control Conference，2005，4730-4735.13杨顶信机械优化设计方法与评判标准J长春理工大学学报(综合版)，20062(2)：17117314王晓军，肖冠云机械优化设计中目标函数的常用优化目标及应用研究J重型机械科技，2005(1)：283015张京明,崔胜民. 汽车传动系参数的模糊优化 J . 哈尔滨工业大学学报, 2004 (10) : 1322 1324.致谢本设计是在赵雨旸老师指导下完成的。在整个毕业设计过程中，赵老师给予了我极大的帮助，从不厌烦地解决我提出的问题，想办法帮我解决软件设计上的难点，时刻关心我的进度，鼓励我更好地完成设计，并对我充分的信任，让我在软件设计上可以放手去做，而赵老师严谨的治学作风更是令我钦佩。在这里，要由衷地感谢赵老师。同时也要感谢在毕业设计过程中，曾经帮助过我的老师、朋友和同学。黑龙江工程学院本科生毕业设计63附录附录 A 外文文献原文Visual Basic programming language an overview1991, the United States launched the Microsoft Visual Basic (may be referred to VB), is the latest version of the current VB 2008 Beta2 (VB9) Chinese version. Visual meaning the visual, visible, referring to the development of operating systems like windows graphical user interface (Graphic User Interface, GUI) method, it does not need to prepare a large number code to describe the appearance of the interface elements and location, as long as the pre - The establishment of good drag and drop objects on the screen corresponding to the location. Basic is actually an abbreviation of the phrase, this phrase is Beginners all_purpose symbolic instruction code, the Chinese meaning to the initial directive GM symbol code language. Visual Basic learning, Professional Edition and Enterprise Edition versions to meet the different needs of the development. Study and apply to the ordinary version of the majority of learners and the use of Visual Basic development of the general staff of Windows applications, but; professional version for computer professional development of staff, including the study of functional version of the full content control and Internet development tools such as advanced features ; Enterprise contain 黑龙江工程学院本科生毕业设计64not only all the professional version of the content, there are automated tools such as Component Manager, professional programmers to make the development of a powerful group essence of distributed applications. VB is a visual, object-oriented event-driven approach and the use of the structure of high-level programming language, can be used for the development of the Windows environment of various applications. It easy to learn, efficient and powerful with Windowsr professional development tools comparable to SDK. In Visual Basic environment, the use of event-driven programming mechanism, the new easy-to-use visual design tools, within the wider use Windows application program interface (API) function, to use dynamic link library (DLL

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