2017毕业论文-基于MATLAB编程软的齿轮设计.doc

摘 要 齿轮机构是现代机械中最重要的传动机构，应用十分广泛。它是依靠轮齿齿 廓直接接触来传递运动和动力的，具有传动比恒定，传动效率高，使用寿命长， 适用范围广及承载能力高等特点，但也存在对制造和安装精度要求较高以及成本 较高等缺点。使用 MATLAB 编程软件可以简化齿轮设计中的计算过程，只需将 参数输入就可以计算出正确的结果。此设计编写了三个程序，分别为绘制标准直 齿圆柱齿轮渐开线曲面，直齿轮几何尺寸设计，以及两齿轮相对滑动系数相等时 的变位系数的选择。在编写程序的过程中需用到一些特殊曲线公式，例如绘制渐 开线曲面轮廓时就用到了此曲线在直角坐标系中的表达式。另外，程序在运行中 可能需要在程序代码中设置初始值，以便计算出正确的结果，所选初始值的大小 应尽量接近正确的结果，在计算中有可能会出现输入值相同而计算结果不同，这 可能是软件本身的问题，还需要弥补。本次设计一对齿轮，根据给定的参数，使 用 Matlab 计算出齿轮的其他参数及几何尺寸。 关键词：齿轮机构，Matlab 计算，初始值，几何尺寸 ABTRACT Gears of modern machinery are the most important transmission mechanism, a wide range of applications. It is to rely on direct contact with gear tooth profile and the power to transfer the exercise. MATLAB programming software used to simplify the calculation of gear design process, simply enter the parameters you can calculate the correct results. The preparation of this design, three procedures, respectively, rendering the standard spur gear involute surfaces, the design of spur gear geometry, as well as the coefficient of relative sliding between gear changes when the same selection coefficient. In the preparation of the procedures required to process some special curve formula, such as drawing involute surface contours on the use of this curve in the Cartesian coordinate system of expression. In addition, the procedures in the operation code may need to set the initial value for the purpose of calculating the correct result, the size of the initial value selected should be as close as possible to correct the results of the calculation in the input value may be calculated the same the result is different, this may be the software itself, but also need to be filled. The design of a pair of gears, according to the given parameters, the use of Matlab to calculate the other parameters and gear geometry.This is the design of a pair of gear. In accordance with the given parameters, the use of Matlab to calculate the other parameters and gear geometry. KEY WORDS:gears，Matlab programming，Initial value，gear geometry dimension 目 录 目目 录录 3 第一章第一章 前前 言言 5 1.1 MATLAB 简介5 1.2 变量、函数与表达式6 1.2.1 MATLAB 变量名的定义规则6 1.2.2 数学运算符号以及标点符号7 1.2.3 数学函数7 1.2.4 数组与矩阵7 1.2.5 MATLAB 有两种常用的工作方式7 第二章第二章 渐开线齿轮机构渐开线齿轮机构 8 2.1 渐开线齿轮的简介8 2.1.1 渐开线齿廓曲线8 2.1.2 渐开线的极坐标方程式9 2.1.3 渐开线齿廓曲线的计算10 2.2 渐开线直齿轮变位系数的选择10 2.2.1 关于渐开线直齿轮变位系数10 2.2.2 最小变位系数的求法11 2.2.3 齿轮干涉对变位系数的限制11 2.2.4 变位齿轮的啮合传动及几何尺寸11 2.3 按两齿轮相对滑动系数相等时的变位系数选择13 第三章第三章 使用使用 MATLABMATLAB 编写简单程序编写简单程序 15 3.1 Matlab 编程绘制标准直齿圆柱齿轮渐开线曲面15 3.1.1 制作 MATLAB 界面15 3.2 Matlab 编程计算直齿轮的几何尺寸18 3.2.1 设计 MATLAB 界面的过程18 3.3 按等滑动系数原则选择变位系数20 结结 论论 21 致致 谢谢 22 参参 考考 文文 献献 23 附附 录录 一一 24 附附 录录 二二 27 附附 录录 三三 37 第一章 前 言 本次设计的目的是使用 Matlab 编一个程序，实现齿轮参数及几何尺寸的计算。 齿轮机构用于传递原动机与工作机之间的运动和动力。它可以实现不同的匀速运 动或按预定规律变化的运动，也可以改变运动的形式，如将转动转化为移动或相 反。齿轮传动是机械中应用最为广泛的一种传动装置。这是因为它具备一系列显 著的优点：（1）可以实现精确的匀速和变速运动，某些精密的减速装置，其运 动误差可控制在 1 角分以内。 （2）既可用于高速和重载的传动，又可用于精密和 微小的机械与仪表中，目前已有圆周速度 200m/s 和传动功率 500OOKW 的齿轮 装置，而在微机械中，近年已制造出直径为数十微米的齿轮。本次设计需要使用 Matlab 语言。 1.1 MATLAB 简介 MATLAB 是“矩阵实验室”(MatrixLaboratory)的缩写，它是一种以矩阵运算 为基础的交互式程序语言。它把科学计算、结果的可视化和编程都集中在一个使 用非常方便的环境中。典型的 MATLAB 应用包括:数值和符号计算，数据分析、检 测和可视化，建模、仿真和科学与工程绘图，应用程序接口。 MATLAB 工作空间，双击 Windows 桌面上的快捷图标或者从开始菜单的程序子 菜单中单击 MATLAB6.5，在屏幕上创建一个 MATLAB 窗口。如图 1-1 所示： 图 1-1 Matlab 主界面 它主要包括以下几个窗口: Command Window(指令窗口):MAI，LAB 指令窗是 MATLAB 十分重要的组成部分， 是用户与 MATLAB 进行交互的主要场所，是直接运行函数和脚本的窗体。在提示 符后直接输入命令，按 Enter 键，该命令行即被执行 Current Directory(当前 路径浏览器):当前路径浏览器是 MATLAB 系统文件保存、操作的默认路径管理器。 在当前路径管理器用户可以查看、重命名或删除当前路径文件或文件夹，也可以 改变文件默认保存路径，甚至可以对文件进行打开、执行等一系列操作。 Workspace(工作台窗口):该程序窗口中列出了程序计算过程中产生的变量及 其对应的数据的尺寸、字节和类型。选中一个变量，单击鼠标右键则可根据菜单 进行相应的操作。 Command History(指令历史窗口):该窗口记录用户每一次开启 MATLAB 的时 间，以及每一次开启 MAILAB 后在 MATLAB 指令窗口中运行过的所有指令行。这些 指令可以通过双击再次执行，也可以通过复制、粘贴来实现指令窗导入历史指令。 Help Browser(帮助浏览器):查看或查询所有帮助文档。 LaunchPad(发布平台):提供对工具箱演示程序和文档的访问。 1.2 变量、函数与表达式 1.2.1 MATLAB 变量名的定义规则 变量名对大小写敏感，变量名第一个字符必须为英文字母，而且不能超过 63 个字符，变量名可以包含字母、下划线、数字，但是不能为空格、标点等。在 MATLAB 中，如果没有定义则不能对符号进行引用，在对变量进行引用时需要先用 syms 命令创建符号变量和表达式。如:syms，常用特殊变量： ans:预设的缺省结果变量名；pi:圆周率 1.2.2 数学运算符号以及标点符号 “+”加法运算：用于两个数相加或两个同阶矩阵相加；“-”减法运算：用 于两个数相减或两个同阶矩阵相减；“*”乘法运算：用于两个数相乘或两个可 乘矩阵相乘；“.*”点乘运算：用于两个同阶矩阵对应元素相乘；“./”点除运 算：适用于两个同阶矩阵对应元素相除；“A”乘幂运算：适用于一个方阵的多 少次方；“”反斜杠:表示左除，如 x=AB 可以得到矩阵方程 Ax=B 的解。 MATLAB 每条命令后面为逗号或无标号，则显示命令结果;若命令后为分号,则禁止 显示结果;“%”文字为注释;“”表示续行。 1.2.3 数学函数 下面给出 MATLAB 常用数学函数： )sin(x正弦函数；)cos(x 余弦函数；)sin(xa反正弦函数; )cos(xa反余弦函数， MATLAB 中函数的共同特点：若自变量x为矩阵，则函数值也为x的同阶矩阵。即 对x的每一元素分别求函数值；若自变量x为通常情况下的一个数据，则函数值 是对应于x的一个数据。 1.2.4 数组与矩阵 数组元素的查询和赋值：)(ix表示查询数组x的第i个元素；):(cbax表示 查询数组x的从第a个元素开始步长为b到第c个元素；今 x=(2579)表示查询 数组x的 2、5、7、9 个元素；今jix: )(x，表示给数组x的第i个元素重新赋值j。 矩阵的建立：逗号或空格用于分隔某一行的元素，分号用于区分不同的行， 回车也表示开始一个新行。其他字符串函数：num2str:数值转换成字符串; 1.2.5 MATLAB 有两种常用的工作方式 一种是直接交互的指令行操作方式；另一种是 M 文件的编程方式。前者程序 可读性差，且难以存储。后者对复杂的问题，把命令组写成程序文件，当用户输 入该程序文件的文件名和它的自变量，文件中的命令就被执行。M 文件有两种形 式:命令文件和函数文件。这两种文件的扩展名相同，都是， .m” 。命令文件将 输入的语句集合在一个以.m 为后缀的文件中，运行时只需输入文件名，MATLAB 就会自动按顺序执行文件中的命令，这类似于 Dos 中的批处理文件。 第二章 渐开线齿轮机构 2.1 渐开线齿轮的简介 2.1.1 渐开线齿廓曲线 渐开线是齿轮传动中应用最广泛的齿廓曲线。渐开线的形成如下图 2-1 和图 2-2 渐开线的齿廓，当一直线沿一圆周作纯滚动时，直线上任意一点的轨迹nn 就是该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径用表示；直线称A b rnn 为渐开线的发生线；角称为渐开线 AK 段的展角。 k k 图 2-1 渐开线的形成 图 2-2 渐开线轮廓 2.1.2 渐开线的极坐标方程式 渐开线的坐标值常用以齿轮回转中心为极坐标表示，如上图 1-2 所示。图中 和分别为齿顶圆半径和基圆半径；D 为渐开线与基圆的脚底，即渐开线的起 a r b r 点；A 为渐开线与齿顶圆的交点，即渐开线齿廓的终点；K 点设为渐开线齿廓上 的任意一点；与 K 点的压力角相等。由图 1-2 可知，以齿轮回转中心 O 为极 k 点，以 OD 为起始位置，以为参数的 K 点的向经可有下式求得： k k r （2- kbk rrcos/ 1） 根据发生线在基圆上滚过的直线长度等于基圆上被滚过的圆弧长可得极角 = （2-2 k kk tan ） 式（2-1）和（2-2）便是渐开线的极坐标方程式。 2.1.3 渐开线齿廓曲线的计算 若已知齿轮的模数、齿数、和分度圆上的压力角，则基圆半径mz （2-cos5 . 0 mzrb 3） 极角又称为渐开线的展角或的渐开线函数，用 inv（）表示。设为齿 k k k * a h 轮的齿顶高系数，则标准齿轮的齿顶圆半径、齿顶圆上的压力角和齿顶圆上 a r k 的展角为。 k 渐开线上个点的极坐标（, ）的计算既可以为自变量确定极角也 k r k k r k 可以为自变量确定向经。当以为自变量时，从开始变到，每次递 k k r k r k r b r a r 增，求得各点对应的，代入式（2-2）便可得各点的；当以为自变量r k k k 时，由 00开始变到 a,每次递增 ，得各点的,解超越方程（2-2）求得各 k k 对应点的,代入式（2-1）便可求得各点的,从而求得各点的极坐标值。 k k r 2.2 渐开线直齿轮变位系数的选择 2.2.1 关于渐开线直齿轮变位系数 用展成法加工齿轮时，当被切制齿轮的齿数=(0.250.4)。 a sm 采用变位齿轮传动，不仅可以在被切制的齿轮齿数=2。的计算公式为 a b a =(1/2)(tan-tan)+z2(tan a 1 z 1a a 2a -tan) a （2-7） 其中 =arccos(/) （2- 1a b r 1a r 8） =arccos(/) （2- 2a b r 2a r 9） 为啮合角。 a 2.2.4 变位齿轮的啮合传动及几何尺寸 无侧隙啮合方程式： 如前所述，对齿轮传动，理论上应该是无齿侧间隙的啮合传动。在传动过程 中，因两轮节圆作纯滚动，故两轮节圆上的齿厚、和齿槽宽、之间的关 1 s 2 s 1 e 2 e 系为 = （2- 1 s 2 e 10） = （2- 2 s 1 e 11） 而两轮节圆上的齿距应为 = + = + = + （2-12） p 1 s 1 e 2 s 2 e 1 s 2 s 经过推导可得 inv=2(+)tan/(+)+inv （2- a 1 x 2 x 1 z 2 z 13） 上式为无侧隙啮合方程，它表明了两齿轮在无侧隙啮合时，啮合角与变位系数 a 之和+之间的关系，若+=0，则=,两齿轮的节圆与分度圆重合；若 1 x 2 x 1 x 2 x a +0，则,两齿轮的节圆与分度圆不重合。 1 x 2 x a 变位齿轮的齿顶高： 齿轮传动时，为了避免一齿轮的齿顶圆与另一齿轮的齿根圆接触，并保证有 储存润滑油的间隙，在设计、安装时必须留有顶隙 ，一般 =。cc * cm =- （2- 1a r a 2f r * cm 14） =- （2- 2a r a 1f r * cm 15） 经推导整理得 =+(+-) （2- 1a r 1 r * a h 1 xm 16） =+(+-) （2- 2a r 2 r * a h 2 xm 17） 式中：齿顶高变动系数，其值为 =+-(-)/ （2- 1 x 2 x am 18） 变位齿轮的分度圆齿厚： 当刀具作正变位时，与齿轮分度圆相切刀具节线上的齿槽宽较其中线上的齿槽宽 增大了 2KJ,KJ=xmtan,故可得出变位齿轮的分度圆齿厚和分度圆齿槽宽计算公 式 s=/2+2xmtan （2-m 19） e=/2-2xmtan （2-m 20） 对于负变位，式中x应以负值代入。 变位直齿轮圆柱齿轮传动的基本尺寸计算： 标准中心距a a=0.5m( 1 z+ 2 z) （2- 21） 啮合角 t inv t =(2( 21 xx )tana)/( 1 z+ 2 z)+inva （2- 22） 安装中心距 a cos/ )cos(aa （2- 23） 齿顶高变动系数 = 21 xx - ( a-a)/m （2- 24） 分度圆齿厚s s=m/2+2xmtan （2- 25） 分度圆槽宽e e=m/2-2xmtan （2-26） 分度圆直径d 1 d=m 1 z （2- 27） 2 d=m 2 z （2-28) 基圆直径 b d 1 b d=mz1cosa （2- 29） cos2 2 mzdb （2- 30） 节圆直径 d 1 1 cos/ b dd （2- 31） 2 2 cos/ b dd （2- 32） 齿顶高 a h mxhh aa )( 1 * 1 （2- 33） mxhh aa )( 2 * 2 （2- 34） 齿根高 f h mxchh af )( 1 * 1 （2- 35） mxchh af )( 2 * 2 （2- 36） 齿顶圆直径 a d 111 2 aa hdd （2- 37） 2122 2 aa hdd （2- 38） 齿根圆直径 f d 11 2 ff hdd （2- 39） 22 2 ff hdd （2- 40） 2.3 按两齿轮相对滑动系数相等时的变位系数选择 用电算法选择变位系数的优点是精确度高，程序一旦调试通过，选择变位系 数的速度快，改变参数也很方便。缺点是从建立数学模型、设计框图、编制程序 到上机调试通过需要的工作量比图表法大。此外，变位系数的选择还受到许多传 动质量的限制，在设计程序时应考虑到这些问题。 关于根据抗胶合及抗磨损最有利的质量指标选择变位系数的问题，目前一般 认为应使啮合齿在开始啮合时主动齿轮齿根处的滑动系数 1 与啮合终了时从动齿 轮齿根处的滑动系数 2 相等，即 1 = 2 （2- 41） 根据滑动系数是滑动弧与齿廓所走过的弧长之比的极限的概念和一对轮齿开 始啮合点是主动轮的齿根和从动论的齿顶相接触，啮合终了时是主动轮的齿顶和 从动论的齿根相接触，经适当推导可得 1和 2倒计时公式分别为 1 =)tantan)/1/()/1)(tan(tan 221212atta zzzz （2- 42） 2 =)tantan)/1/()/1)(tan(tan 112121atta zzzz （2- 43） 式中 1a 和 2a 分别为主动轮和从动论齿顶圆上的压力角， t 为啮合角。 当齿轮传动的实际中心距 给定时，啮合角为 t =arcos(acos t / ) （2- 44） 两轮的变 1a 位系数之和 x由无侧隙啮合方程式确定，即 1a x=)tan2/()( 2121 invinvzzxx t （2- 45） 当求 1a 和 2a 时，用到齿顶圆半径 1a r和 2a r ，可用下列求出： 1a r= 1 r+( * a h+ 1 x-)m （2- 46） 其中的齿顶高降低系数和求时用到的分度圆分离系数 y 为 = x-y, （2- 47） y=( a-a)/m （2- 48） 由此可知，两轮齿根的滑动系数 1 和 2 与两轮的变位系数有关。在实际中 心距 给定的情况下， 1 x和 2 x两个变位系数中仅有一个是独立的。若 1 x取为独 立变量，则 1 和 2 两个齿根滑动系数均是 1 x的函数。令 f( 1 x)= 1 - 2 ， （2- 49） 则使两轮齿根滑动系数相等的问题，就是以1x为变量求方程的根的问题。 即 )tantan)/1/()/1)(tan(tan 221212atta zzzz =)tantan)/1/()/1)(tan(tan 112121atta zzzz （2- 50） 第三章 使用 Matlab 编写简单程序 3.1 Matlab 编程绘制标准直齿圆柱齿轮渐开线曲面 3.1.1 制作 MATLAB 界面 步骤 1打开 Matlab，界面如图 3-1 所示： 图 3-1 Matlab 主界面 步骤 2点击 File 菜单，新建一个 GUI 文件，如图 3-2 所示： 图 3-2 Matlab GUI 界面 步骤 3步骤 3在 GUI 窗口中做出所需控件，如 text、edit text、pushbutton、frame 等。如下图 3-3 所示: 图 3-3 输入界面 步骤 4修改各个控件的属性，方法为：选定修改的控件，右击修改，如下 图 3-4 所示： 图 3-4 GUI 中属性修改窗口 步骤 5程序完成后，点击 Debug 下的 Run，在输入栏输入一组数据：齿轮 =60，模数m=3，压力角=20，齿顶高系数 * a h=1，运行后的界面如下图 3-5 所 示： 图 3-5 渐开线的齿廓 程序代码见附录一。 3.2 Matlab 编程计算直齿轮的几何尺寸 3.2.1 设计 MATLAB 界面的过程 步骤 1方法与前面相同，打开 Matlab，创建一个 GUI 文件，在 GUI 窗口中 做出所需控件，如下图 3-6 所示： 图 3-6 齿轮几何计算界面 步骤 2一次类推，修改其余的控件属性,编制参数界面（输入参数：一对相 互啮合齿轮的齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数、变位系数） ，计算 结果输出界面（输出结果：分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径、啮合角、节圆 直径、分度圆齿厚、重合度、安装中心距） 。 上述工作做完后，点击保存，将文件保存，保存后会自动跳出一个 M 文件如 图 3-7 所示，在适当的命令下编写程序。 图 3-7 直齿轮几何尺寸的程序代码窗口 程序中用到函数：assignin 与 evalin MATLAB 通常的基本工作空间是base空间。MATLAB 在程序运行过程中，将 为每个函数分配它自己的函数工作空间（从基本空间中分割出的一块， 以函数 名作为其工作空间名），各个工作空间之间的变量是不能够直接引用的，在函数 退出之后，该函数空间也就立即被注销。而对于脚本 M 文件，其工作空间与基 本工作空间base是共享的。因此，对于函数文件，运行结果除输出变量返回到 基本工作空间或者其父工作空间（调用该函数的程序的工作空间）之外，其中 间变量不在基本工作空间或者其父工作空间保留。而脚本 M 文件运行结果，其运 算过程中所用到的中间变量也将在基本工作空间base中保留。 assignin 为工作空间的变量指派值，其语法为： assignin(WS,name,V) ，其中，WS 为工作空间名称，name为变量名，V 是为该变量指派的值。 evalin 实现在工作空间中某个表达式字符串，并将结果返回，其语法为： evalin(WS,expression)，其中，WS 为工作空间名称，expression为表 达式符号串。 利用 assignin 与 evalin 指令，可以实现不同 M 文件主函数与子函数的工作 空间变量的共享。 步骤 6程序完成后，点击 Debug 下的 Run，在输入栏输入一组数据：齿轮 1 z=13,齿轮 2 z=35,模数m=5,压力角=20,齿顶高系数 * a h=1,顶隙系数 * c=0.25,变位 系数 1 x=0.4, 2 x=-0.4， 运行后的界面如下图 3-8 所示，程序代码见附录二。 图 3-8 齿轮几何尺寸计算界面 3.3 按等滑动系数原则选择变位系数 步骤 1方法与前面相同，设计完后的界面如下图 3-9 所示： 图 3-9 计算变位系数的界面 步骤 2编制完成程序后，运行程序，在界面里输入一组数值，运行结果如 图 3-10 所示，程序代码见附录三。 图 3-10 计算变位系数的界面 到此，设计完成。 结 论 用电算法计算直齿轮的几何尺寸和变位系数是一种常用的方法。它的优点是 精确度高，程序一旦调试通过，计算齿轮的几何尺寸和变位系数的速度快，改变 参数也很方便，操作也很方便。缺点是从建立数学模型、设计框图、编制程序到 上机调试通过需要的工作量比图表法大。此外，变位系数的选择还受到许多传动 质量的限制，在设计程序时应考虑到这些问题。 使用 MATLAB 计算齿轮的参数是计算机软件发展的结果。设计人员在设计 的时候可以摒弃从前那种找公式的方法，只需把所需公式输入到程序里即可。软 件中有很多公式和函数，可以满足一般方程和等式的调用，况且使用方便。另外， 此程序的修改冶很方便，若想修改其中的公式或参数，只需打开其程序代码改动 即可。 由于 MATLAB 软件不很成熟，该设计也存在一定的问题。例如，在选择初 始值的时候，若选取不当，就会出现错误的结果，所以程序初始值的选取尤为重 要。有的时候同样的程序运行两次会出现两种不同的结果。 MATLAB 至今还不太成熟，在今后的发展中希望能多增加一下调试的专用 工具，应增加自动选择初始值的功能，这样此软件会使用的更加方便。 致 谢 在毕业设计完成之际，我的心情万分激动。从设计的选题、资料的收集到设 计的撰写编排整个过程中，我得到了许多的热情帮助。 我首先要感谢*，是他将我领入了信息安全的大门，并对我的设计提出了 很多宝贵的意见，使我的设计工作有了目标和方向。这一段时间里，他对我进行 了悉心的指导和教育，所以我能够不断地学习提高。同时，葛老师渊博的学识、 严谨的治学态度也令我十分敬佩，是我以后学习和工作的榜样，导师一丝不苟、 严谨认真的治学态度，精益求精、诲人不倦的学者风范，以及正直无私、磊落大 度的高尚品格，更让我明白许多做人的道理，在此我对葛老师表示衷心的感谢！ 还要再次感谢葛老师对我的关心和照顾, 在此表示最诚挚的谢意。感谢同学们的 帮忙和支持，让我在设计的过程中少走了不少弯路。感谢图书馆里的老师们，在 百忙之中还为我们整理书库，每天急时把不同的书分类，让我们借阅的时后省了 不少时间。感谢隔壁宿舍的同学，在我需要的时候为我提供网线，让我遇到我题 的时候能够上网查阅资料，累的时候玩会游戏。设计的过程中，我学到了很多东 西。同学们的团结合作在这次设计中体现的淋淋尽致，我更加认识到团队合作的 重要性。 最后，感谢所有关心我、帮助过我的老师、同学和朋友！ 作者：孙战豪 参 考 文 献 1 机械原理与设计/王三民，诸文俊主编. 北京：机械工业出版社,2000.12 2 机械设计基础/张建中主编. 北京：高等教育出版社，2007.8 3 MATLAB 6 实例教程、郝红伟编著. 北京：中国电力出版社，2001 4 机械原理/王春燕，陆凤仪主编.北京：机械工业出版社，2001.1 5 MATLAB 教程及实训/曹戈主编. 北京：机械工业出版社，2008.4 6 精通 MATLAB 7/王正林，刘明主编.北京：电子工业出版社，2006 7 MATLAB 实用教程/求是科技主编.北京：人民邮电出版社，2006 8 MATLAB 实用教程/郑阿奇主编.北京：电子工业出版社，2004 9 控制系统 MATLAB 计算及仿真实训/黄忠霖，周向明主编.北京：国防工业 出版社，2006 10 基于 MATLAB 7.X 的系统分析与设计/楼顺天，姚若玉，冶继民主编.西安： 西安电子科技大学出版社，2005 11 MATLAB 程序设计与实例实用/张铮主编.北京：中国铁道出版社，2003.10 12 掌握和精通 MATLAB/张志通主编.北京：北京航空航天大学出版社，1997 13 MATLAVB 6 实训教程/王松主编.北京：中国电力出版社，2001 14 MATLAB 5.X 应用与技巧/蒙以正主编.北京：科学出版社，1999 15 机械原理/杨玉泉主编.北京：北京理工大学出版社，1995 16 机械原理与机械零件/何元庚主编.北京：高等教育出版社，1998 17 MATLAB 6.0 高级应用图形图像处理/清源计算机工作室主编.北京： 机械工业出版社，2001.5 18 精通 GUI 图形图像界面编程/施晓红，周佳主编.北京：北京大学出版社， 2003.1 附 录 一 绘制标准直齿圆柱齿轮渐开线曲面的程序代码 function varargout = jkx(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct(gui_Name, mfilename, . gui_Singleton, gui_Singleton, . gui_OpeningFcn, jkx_OpeningFcn, . gui_OutputFcn, jkx_OutputFcn, . gui_LayoutFcn, , . gui_Callback, ); if nargin end if nargout varargout1:nargout = gui_mainfcn(gui_State, varargin:); else gui_mainfcn(gui_State, varargin:); end function jkx_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); set(gcf,name,标准直齿圆柱齿轮渐开线参数输入窗口); function varargout = jkx_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout1 = handles.output; function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc set(hObject,BackgroundColor,white); else set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor); end function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) set(hObject,BackgroundColor,white); else set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor); end function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc set(hObject,BackgroundColor,white); else set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor); end function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc set(hObject,BackgroundColor,white); else set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor); end function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles) function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) figure; set(gcf,name,渐开线齿廓); m=str2num(get(handles.edit1,string); z=str2num(get(handles.edit2,string); a=str2num(get(handles.edit3,string); ha=str2num(get(handles.edit6,string); ra=m*(0.5*z+ha); %齿顶圆半径 rb=0.5*m*z*cos(a*pi/180) ;%基圆半径 rk=rb:0.01:ra; %向径范围 aa=atan(sqrt(ra.2/rb.2)-1); %齿顶圆上的压力角 wk=tan(aa)-aa; %齿顶圆上的展角 w=0:pi/180:pi/3; x=rb*(cos(w)+w.*sin(w); y=rb*(sin(w)-w.*cos(w); plot(x,y,rb*cos(0:0.01:2*pi),rb*sin(0:0.01:2*pi),ra*cos(0:0.01:2*pi),ra*sin(0:0.01:2*pi) xlabel(x 轴 单位：mm,fontsize,9); ylabel(y 轴 单位：mm,fontsize,9); axis equal; title(标准直齿轮渐开线轮廓（基圆与齿顶圆之间的部分为该齿轮的渐开线） ,fontsize,11); text(ra*cos(pi/4),ra*sin(pi/4),leftarrow 齿顶圆,fontsize,10); text(rb*cos(0.8*pi),rb*sin(0.8*pi),leftarrow 基圆,fontsize,10); text(rb.*(cos(20*pi/180)+20.*pi/180.*sin(20.*pi/180),rb.*(sin(20*pi/180)- 20.*pi/180.*cos(20.*pi/180),leftarrow 渐开线,fontsize,10); function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) close%关闭窗口 function edit6_CreateFcn(hObject, e