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
目 录
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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