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汽车主减速器参数优化软件设计【带程序软件】

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关键词：: 汽车主减速器参数化软件设计程序软件

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汽车主减速器参数优化软件设计

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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

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。

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：

①汽车工程设计类计算软件国内外技术现状；

②汽车主减速器设计算法和设计流程；

③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；

④用查询得到的数据对所设计的计算软件进行测试；

⑤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。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。

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。

参考文献

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内容简介：: 1登录系统首先，进入软件的首个界面如图1-1所示，单击该界面，进入登录界面。登录界面如图1-2所示，输入特定的密码并且正确后，则正事进入设计界面。密码只能为数字，长度为6。如果输入的密码不正确或者为非数字，系统会给出相应的警告。如图1-3,1-4所示。图1-1 系统首页图1-2 密码界面图1-3 密码界面图1-4 密码界面2汽车主减速器参数优化计算软件使用步骤2.1 减速形式选择的使用步骤图2-1为正式进入设计系统的第一个界面，从此界面上可以了解到汽车主减速器设计的大致流程。在界面上方具有菜单栏，用户可根据需求，点击相应的菜单选项，从而得到相应的帮助和信息。单击主减速比的确定，进入下一界面。图2-1 设计主页此界面为主减速比的输入界面。此数据是接下来选择减速形式的主要依据，同时也是以后设计过程中最为主要的数据之一，如图2-2所示。图2-2 主减速比如图2-3所示，此界面为汽车主减速器减速形式的选择界面。可根据主减速比的数值大小以及范围来选择单级主减速器还是双级主减速器。选择相应的减速形式后，单击该选项即可。图2-3 减速形式选择2.2单级主减速器设计的使用步骤图2-4为单级主减速器设计主页，从界面上可以清晰地了解到单级主减速器的设计步骤以及设计顺序。按照设计顺序点击齿轮形式的选择，进入具体设计界面。齿轮形式选择界面是以界面给定的信息作为参考以及选择原则，进行齿轮形式的选择。两种锥齿轮的优缺点都在给定的信息当中，望仔细阅读，从而做出选择。做出选择后，单击所选选项即可。如图2-5所示。之后返回设计主页，单击主从动锥齿轮的支承方案，进入选择界面。支承形式的分类，相应的结构特点以及适用范围都已在界面上的信息当中给出。仔细阅读后做出选择，单击即可。如图2-6所示。再次进入设计主页，单击齿轮计算载荷的确定，进入计算页面。根据不同的情况，齿轮的计算载荷可分为三种。如图2-7 2-8所示，在输入相应的数据之后，单击计算按钮，系统会自动算出与之相对应的结果。输入主减速比，主减速器的传动效率后，也可算出主动齿轮的计算载荷。图2-4 锥齿轮设计首页图2-5 齿轮形式图2-6 支撑形式返回设计首页，单击齿轮主要参数的选择，进入下一界面。图2-9所示界面为汽车主减速器齿轮参数设计主界面。界面上显示了具体的设计步骤以及涉及顺序。请用户按照相应的涉及顺序进入相应的界面。进入锥齿轮齿数查询及选择界面。这一内容包含了四个界面。每个界面当中都含有一个或多个表格。根据表格内的信息，选择适合用户自己的锥齿轮齿数。并输入在相应的界面内。如图2-10所示（由于界面繁多，则不一一列举）返回齿轮参数设计主界面，进入齿轮参数设计的第二个步骤。此步骤为计算锥齿轮端面模数。如图2-11所示，先通过计算出从动锥齿轮大端分度圆直径，再利用相应的公式计算出模数的具体数值。再次返回锥齿轮参数设计的主界面。单击主从动齿轮齿面宽的计算，进入第三步骤。根据界面上相应的信息，点击计算按钮，计算出主从锥齿轮齿面宽。如图2-12所示以相同的方法，进入锥齿轮参数设计的第四步。此步骤主要是中心螺旋角的选择，主从动锥齿轮旋向的选择以及压力角的选择。相应的选择信息都已在界面上给出。用户只需在仔细阅读后，做出选择即可。界面如图2-13所示。图2-7 计算载荷图2-12 齿宽图2-8 计算载荷进入锥齿轮参数设计的最后一步，通过上几步骤对于基本参数的输入，选择以及计算，才使得在这锥齿轮参数设计最后的一个步骤当中，可以顺利的计算出锥齿轮的几何尺寸。具体尺寸名称如图2-14所示。返回设计首页，基本的数据都已产生，接下来进入数据校核界面。齿轮的校核主要从弯曲强度和接触强度上进行。图2-15所示为锥齿轮弯曲强度校核界面，图2-16所示为锥齿轮接触强度校核界面。点击相应的校核按钮，系统会弹出对话框用来提示校核是否成功。如校核成功，则证明设计的数据完全正确，可以使用。进而进入选择齿轮材料界面。根据界面上以给定的信息选择锥齿轮的材料。如图2-17所示。接下来用户可以利用设计而来的数据进入其他软件系统进行建模仿真。图2-9 锥齿轮参数设计图2-11 端面模数图2-10 齿数选择图2-16 接触强度校核图2-13 基本参数选择图2-14 几何尺寸图2-15 弯曲强度校核图2-17 材料2.3双级主减速器设计的使用步骤在进入减速形式选择之前，操作步骤完全一样，这里不做重复声明。进入减速形式选择界面，选择双级主减速器。图2-18所示为双级主减速器设计主页。界面上显示有设计步骤以及涉及顺序。用户可按照相应顺序进行设计。单击主减速比的分配，进入设计第一步。根据界面所提供信息可把主减速比分为两部分。第一部分为锥齿轮传动减速比，第二部分为斜齿圆柱齿轮传动减速比。把分好的两个主减速比分别填入相应的文本框中。如图2-19所示。返回二级设计首页，进入第二步第一级锥齿轮的设计。由于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完全相同，并且前方已经具体阐述过单级主减速器锥齿轮的设计步骤，所以这里就不再做多余重复。如有不明之处，可查翻前方说明。进入第三步第二级斜齿圆柱齿轮的设计。图2-20所示为斜齿圆柱齿轮设计主页。该界面上同样显示了设计的步骤以及涉及顺序。用户只需按照顺序操作即可。图2-18 双级首页图2-19 主减速比分配图2-20 斜齿圆柱齿轮设计进入第一步中心距A与齿宽b的计算。根据界面已给信息，单击计算按钮，可算出中心距A的范围。用户需要从中选取中心距A，一般取整数。选取完中心距A之后，可利用这一结果计算出齿宽b的范围，用户则需从中选取齿宽b.如图2-21所示。图2-21 中心距与齿宽进入第二步模数的选择。根据界面所提供的表格以及用户自己手中所拥有的信息来选择适当的模数。并填入文本框，如图2-22所示。图2-22 模数进入第三步压力角和螺旋角的选择。图2-23所示为该界面。用户可根据界面所提供的信息选择适当的压力角与螺旋角。图2-23 压力角与螺旋角返回斜齿圆柱齿轮设计主页，进入第四步齿数的选择。如图2-24所示，通过界面上方的两个方程，解出主动齿轮齿数和从动齿轮齿数。用户则只需要根据解出的主从动齿轮齿数略作去整即可。图2-24 齿数基本参数已经计算或输入完毕，接下来进行斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。具体数据名称和大小如图2-25所示。图2-25 几何尺寸接下来进入校核界面。如同锥齿轮校核一样，一是斜齿轮弯曲应力，一是斜齿轮接触应力。图2-26为斜齿轮弯曲应力校核，图2-27为斜齿轮接触应力校核。用户只需点击相应的校核按钮就可校核，系统会弹出对话框，用来提示校核结果。如校核成功，则证明之前设计的数据满足要求，可以使用。之后用户可利用设计数据进入其他软件系统进行建模仿真。图2-26 弯曲强度校核图2-27 接触强度校核3退出系统单击窗体右上方的“关闭”按钮或者在主界面的“文件”菜单里选择“退出”按钮，即可退出本系统。- 19 -本科学生毕业设计汽车主减速器参数优化软件使用说明书院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车俩工程B07-2班学生姓名：孙楠指导教师：赵雨旸职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月目录1登录系统12汽车主减速器参数优化计算软件使用步骤22.1 减速形式选择的使用步骤22.2 单级主减速器设计的使用步骤42.3 双级主减速器设计的使用步骤133退出系统19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 not 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), the object Links embedded with the World at (OLE), open-end data connectivity (ODBC), and other technology, can be highly efficient and rapid development of the Windows environment powerful, rich graphical interface application software system. With the improved version, Visual Basic functions also growing. After version 5.0, Visual Basic launched a Chinese version, compared with the previous version, its functions have been greatly improve. However, more powerful functions, Visual Basic still has one drawback: in the absence of MSVBVM *. DLL must be installed on the computer the required DLL file. It can be designed with the operating system, but more difficult. In the early 21st century, microsoft has introduced Visual Studio 2003 and Visual Basic among the significant changes, Visual Studio for a variety of programming tools to a platform, Visual Basic.NET can run on this platform. Compared with traditional VB, are quite different. VB.Net, used for the first time. Net framework for visual programming, and can a good framework compatible with COM. 2005 Visual Studio 2005 use of the NET 2.0 technology, more convenience to the programmers work. But the new procedures on the system configuration requirements are also higher, the need for Microsoft. Net Framework 2.0 above. Net framework support. December 2007, Microsoft (Microsoft) launched the Visual Studio 2008 Beta 2 has undergone major changes (see attached map) enter in the code when the VB2005 can be much faster than in non-exceptional circumstances, VB2008 will automatically open automatically Keyword completion of this order and begun to support the latest. NET Framework 3.5 Beta 2.附录B 外文文献中文翻译Visual Basic编程语言概述1991年，美国微软公司推出了Visual Basic(可简称VB），目前的最新版本是VB 2008 Beta2(VB9)中文版。Visual 意即可视的、可见的，指的是开发像windows操作系统的图形用户界面（Graphic User Interface,GUI）的方法，它不需要编写大量代码去描述界面元素的外观和位置，只要把预先建立好的对象拖放到屏幕上相应的位置即可。Basic 实际上是一个短语的缩写，这个短语就是 Beginners all_purpose symbolic instruction code ，其中文意思为“初始者通用符号指令代码语言”。Visual Basic有学习版、专业版和企业版三种版本，以满足不同的开发需要。学习版适用于普通学习者及大多数使用Visual Basic开发一般Windows应用程序的人员，但是；专业版适用于计算机专业开发人员，包括了学习版的全部内容功能以及Internet控件开发工具之类的高级特性；企业版除包含专业版全部的内容外，还有自动化构件管理器等工具，使得专业编程人员能够开发功能强大的组骨子里分布式应用程序。VB是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，可用于开发Windows环境下的各类应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大可以与Windows专业开发工具SDK相媲美。在Visual Basic环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的广泛应用程序接口（API）函数，以用动态链接库（DLL）、对象的链接与世隔嵌入（OLE）、开放式数据连接（ODBC）等技术，可以高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。随着版本的提高，Visual Basic的功能也越来越强。5.0版以后，Visual Basic推出了中文版，与前个版本相比，其功能有了很大提升。但是，功能再强大，Visual Basic仍然有一个缺点：在没有MSVBVM*.DLL的计算机上必须安装所需的DLL文件。用它可设计操作系统，不过，比较困难。在二十一世纪初，microsoft公司推出Visual Studio 2003与Visual Basic之间有了重大变化，Visual Studio为各种编程工具做了一个平台，Visual Basic.NET可在这种平台上运行。相对于传统VB，有很大的不同。VB.Net，首次使用.Net构架进行可视化编程，并且能很好地与COM构架兼容。2005年Visual Studio 2005则运用了NET 2.0的技术，更加的方便了程序员的工作。可是新的程序对系统配置要求也较高，需要微软.Net Framework 2.0以上的.Net构架支持。2007年12月,微软(Microsoft)推出了Visual Studio 2008 Beta 2 发生了重大的变化在代码输入的时候,可以比VB2005快很多,在非特殊的情况下,VB2008都会自动开启自动完成关键字这个命令而且开始支持最新的.NET Framework 3.5 Beta 2。毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 汽车主减速器参数优化软件设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆07-2班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011-02- 28 指导委员会审查意见：签字：年月日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程交通工程是否外聘是否题目名称汽车主减速器参数优化软件设计一、课题研究现状、选题目的和意义1 课题背景汽车问世百余年来，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。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。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。2 发展现状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。与国外相比，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。（4）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艘的方向，本文结合陕两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。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 60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。3 选题目的与意义由于消费者对汽车性能、外形、功能、载重等各方面的要求会不同，所以为了满足客户的需求，设计者必须迅速开发出不同的产品来满足客户的需求。因此，设计者必须建立一套能快速响应客户需求设计研发软件，以达到快速开发出新产品的目的。在传统的主减速器设计中，设计者根据设计任务的要求，参考已有经验和资料，进行构思设计方案、建立设计模型、计算、分析、绘图、反复修改等过程，最后设计出满足要求的方案，并绘出图样和编制设计文件。在设计过程中，有创造性的思维劳动，有综合性的分析及判断作量大，而且要做很多重复性的烦琐劳动设计效率低。也有复杂的计算及精密的绘图等工要由设计者来完成所有环节的工作，设计效率低。鉴于以上传统设计方法的弊病，快速开发出新型主减速器并缩短开发周期，对于提高企业的竞争力具有重要意义，此时便需要建立一个能快速响应客户需求的设计软件。Visual Basic是面向对象编程的，能实现所见即所得，它的主要工作方式是采用事件驱动方式，当你不去驱动这些事件时，它所代表的过程将永远也不会触发，这就为设计良好的界面带来了莫大的便利。Visual Basic事件驱动应用程序中的典型事件顺序如下：运行应用程序、加载和显示窗体；窗体及窗体上的控件接收事件，事件的产生可能是由用户操作、系统引发或代码间接引发；调用事件处理过程代码；等待下一次事件由Visual Basic建立的最优化数值计算程序可生成可执行文件(exe文件)，直接在Windows环境中运行，界面友好。对于工程技术人员来说，可以使用此软件选择多种优化方法进行优化，最后择其最优解。即使用户不熟悉优化设计方法和Visual Basic语言，也可使用此软件进行优化。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1设计的主要内容：（1）研究汽车工程设计类计算软件国内外技术现状、存在问题及发展趋势；（2）研究汽车主减速器设计步骤、方法、设计公式；（3）对汽车主减速器参数设计进行计算软件设计开发；（4）用调查得到的数据对所设计的计算软件进行测试。2拟解决的主要问题：（1）人性化界面的建立；（2）图形方法的应用；（3）数据库知识点的应用；三、技术路线（研究方法）调研并查阅汽车主减速器的相关资料调研并查阅Visual Basic的相关资料软件设计总方案的确定汽车主减速比的确定双级主减速器单级主减速器锥齿轮的设计及校核参数优化材料及热处理双级斜齿圆柱齿轮的设计及校核单级参数优化材料及热处理用数据对计算软件进行测试材料及热处理四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第1、2周（2）研究汽车主减速器设计步骤、方法、设计公式第3周（3）学习一种编程语言第4、5周（4）设计开发汽车主减速器参数优化设计计算软件第69周（5）用设计数据对计算软件进行测试第10、11周（6）设计结果评价、分析与修正第12周（7）完成设计说明书的撰写，指导教师审核第13周（8）毕业设计（论文）修改、完善第14周（9）毕业设计（论文）审核、预审第15周（10）毕业设计（论文）修改、完善第15、16周（11）毕业设计（论文）答辩准备及答辩第17周五、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) ：101- 105 2 戴冠军.城市载货汽车和公共汽车运行工况模式的探讨.西安公路学院学报.1985,(1)：16-20 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）：31-33 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it-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，2006，4430-443512Abhinav Saxena，Biaing Wu and George VachtsevanosA Methodology for Analyzing Vibration Data from Planetary Gear Systems using Complex Morlet WaveletsAmerican Control Conference，2005，4730-473513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 - 1324.六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计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IABSTRACTMain 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II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444.2 汽车主减速器参数优化软件的测试444.3 本章小结57黑龙江工程学院本科生毕业设计III结论58参考文献59致谢60黑龙江工程学院本科生毕业设计0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1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24、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3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4黑龙江工程学院本科生毕业设计5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6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7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8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9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10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11 （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12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13（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16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17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182.5 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19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20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21VB：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22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23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24Load 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25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26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27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28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29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30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31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32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33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34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35 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36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37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383.3.2 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39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40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41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4

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