面齿轮传动的设计软件的开发

1、面齿轮传动的设计软件的开发摘要面齿轮与圆柱齿轮能够成传动装置，在工业领域有着广泛的应用。本文设计一种软件，能够参数化的对面齿轮进行，建模，有限元分析和MATLAB优化，达到计算机辅助设计的功能，用VC编辑窗口，要求实现几级菜单，多种面齿轮的力学分析（直齿、斜齿、弧齿等）用VisualC+对系统的代码进行编写，实现了ANSYS软件与本参数化建模与数值分析平台之间的数据传递，解决了调用程序等接口技术方面。利用ansys软件进行建模有限元分析，通过接口，让vc调用此分析，在窗口中实现调用齿数、压力角、模数、齿顶高系数和齿隙系数五个关键尺寸参数作为独立参数，对齿轮外形和尺寸进行限制和设计。在利用ANS

2、YS二次开发的功能时，对参数变化时生成齿轮的APDL命令流文本进行调用。实现了参数化建模数据和数值分析数据的可视化处理功能。用matlab软件进行优化分析，让vc通过接口调用此优化，力学分析中，在VisualC+对ANSYS软件进行二次开发的环境中，通过结合软件自身的APDL语言，实现了一对齿轮的三维实体数据、网格数据、变形数据、应力数据、应变数据和各种动力学数据可视化并可画出相应的图形（网格划分图、变形图、应力云图等）。通过不同类型、不同大小的齿轮模型的参数化建模，验证了本参数化建模和数值分析软件系统的有效性。通过建立一对齿轮的参数化模型，然后网格划分和设定边界条件等，最后可根据实际传动情况

3、在静力学界面和模态分析界面输入了相应的约束条件和载荷扭矩条件等边界条件，对齿轮进行了静力分析、模态分析等，分析了一对齿轮的网格划分图、变形图、应力云图和模态振型图等，进一步验证了本软件系统的有效性。关键词:面齿轮设计，Vc程序设计，有限元分析,MATLAB优化,数据分析软件ABSTRACTThesurfaceandcylindricalgearcanbeatransmissiondevice,andithasawideapplicationintheindustrialfield.Thispaperdesignsakindofsoftware,canfacegearparametricmode

4、ling,finiteelementanalysisandoptimizationofMATLAB,computeraideddesign,editingwindowwithVC,requiredtoachieveseveralmenu,avarietyofmechanicalanalysisoffacegear(spur,helical,beveletc.)withVisualC+onthesystemthecodewaswritten,achievedbetweentheANSYSsoftwareandtheparametricmodelingandnumericalanalysispla

5、tformfordatatransfer,tosolvethecallingprograminterfacetechnology.UsingANSYSsoftwaremodelingandfiniteelementanalysis,throughtheinterface,makeVCcallsthisanalysis,thecallnumberofteeth,modulus,pressureangle,toothtopasindependentparametersoffivekeyparametersofhighcoefficientandtoothgapcoefficientinthewin

6、dow,andtolimitthesizeandshapeofthegeardesign.WhenusingthefunctionofthetwodevelopmentofANSYS,theAPDLcommandstreamtextthatgeneratesthegearwhentheparameterchangesiscalled.Thevisualprocessingfunctionofparameterizedmodelingdataandnumericalanalysisdataisrealized.OptimizationanalysisiscarriedoutwithMATLABs

7、oftware,letVCcallthroughtheinterfacetotheoptimization,mechanicalanalysis,twodevelopmentenvironmentofANSYSsoftwareinVisualC+,throughacombinationofsoftwareAPDLlanguage,realizedonthegear3Ddata,griddataanddeformationdata,thestressandstraindataanddataallkindsofdynamicdatavisualizationandcandrawthecorresp

8、ondinggraphics(meshmap,deformation,stressetc.).Throughparameterizedmodelingofdifferenttypesanddifferentsizesofgearmodels,thevalidityoftheparameterizedmodelingandnumericalanalysissoftwaresystemisverified.Throughtheparametricmodelofagear,andthemeshingandsettingofboundaryconditions,finallyaccordingtoth

9、eactualsituationofthecorrespondingtransmissionconstraintsandloadtorqueconditions.Theboundaryconditionsinthestaticinputinterfaceandmodalanalysisofthegearinterface,staticanalysis,modalanalysis,meshmap,apairofgearsthedeformation,stressnephogramandmodalvibrationmapanalysis,furthervalidationofthesoftware

10、system.Keyword：Facegeardesign,Vcprogramdesign,finiteelementanalysis,MATLABoptimization,dataanalysissoftware目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一章绪论4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1、1本文的研究意义和研究内容41、2本文课题的国内外研究现状和未来发展趋势5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1、3本

11、文的主要内容7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第二章软件的设计框架及功能实现7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.2平台运行9 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.2.1运行的条件9 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.2.2平台中ANSYS分析的步骤9 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.2.3软件平台中与MAHAB调用优化9 HY

12、PERLINK l bookmark26 o Current Document 第三章基于VC的系统界面设计9 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document VISUALC+6.0介绍9 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 面齿轮设计软件人机交互界面开发10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3.2.1用户页面设计10 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 3.2.2用户主菜单界面11 HYPERLINK l bo

13、okmark36 o Current Document 3.2.3设计过程界面11 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 3.2.4ansys接口设计界面24 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 3.2.5MATLAB接口设计界面25 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 第四章ANSYS软件进行建模有限元分析36 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 4.1ANSYS简介36 HYPERLINK l book

14、mark60 o Current Document 4.2ANSYS数值计算平台的选择与验证。37 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document ANSYS有限元分析的主要步骤37 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 齿轮有限元分析37 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 第五章MATLAB软件进行优化分析40 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document MATLAB软件简介41 HYPERLINK l bookmark7

15、0 o Current Document 5.2MATLAB的优化工具箱42 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 5.3调用MATLAB的优化及分析结果42 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 参考文献46 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 致谢51 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 声明52第一章绪论1、1本文的研究意义和研究内容面齿轮设计采用人工设计方法，即以原始数据为依据，经过设计、数据检索与选

16、取、分析计算、绘图来完成，随着现代工业发展的要求，面临的问题是:开发周期短，从立项到交货时间紧迫;产品质量的要求高，对振动、噪声等控制因素的要求也提高了;在满足质量水平及使用要求的前提下控制成本，节约资金;设计过程中应用的公式、图表复杂且多，查阅非常麻烦，且优化设计需反复进行计算，容易出错。计算机辅助设计是二十世纪五十年代发展起来的一门新型技术科学，它可以大大提高设计效率和水平，以成为世界新技术革命的标志之一，这一新技术的应用将科技人员的智慧和能力得以延伸，使工程师和设计师从繁琐重复的计算和艰辛的绘图工作中解放出来，因此计算机辅助设计己广泛应用于机械设计等各个领域。在机械设计领域中齿轮精度设计

17、和分析是一项经常性的工作，这是因为齿轮是机械传动中量大面广的基础零部件，在汽车、拖拉机、农机、机床、电力、冶金、矿山、工程、起重运输、石油、化工、船舶机车、轻工、仪表、建工、建材以及军工等领域有着广泛的应用。在齿轮传动中除了齿轮结构设计以外，齿轮精度设计直接关系到传动质量，而机械传动质量、性能和寿命直接影响着机器的性能和可靠性，齿轮精度分析帮助找出影响机械传动质量、性能和寿命的因素。因而，运用计算机辅助齿轮的精度设计和分析，对于提高齿轮精度设计质量和设计效率设非常重要的。在面齿轮设计中采用智能计算机辅助设计具有非常重要的意义。这主要表现在以下几点:1.提高企业的经济效益。在齿轮精度设计阶段引入

18、齿轮精度智能系统可大大提高设计人员的工作效率，降低设计成本;在齿轮加工阶段，借助齿轮精度智能系统合理确定齿轮加工方法，有效的分析影响加工误差的各因素，减小废品率，保证提高产品质量;直接获得经济效益。增强企业的产品开发和设计能力。以前设计人员在齿轮精度设计中只能轮存在着精度不合格，加工成本过高等弊病。采用齿轮精度智能系统后设计师就可借助专家的知识来进行设计，从而提高齿轮精度设计的质量.有利于实现齿轮的标准化、系列化、通用化。许多工厂反映，齿轮精度设计的国家标准由于向国际标准靠拢，如不采用智能系统则很难贯彻。如有了相应的软件，只要根据屏幕提示输入有关信息，就能获得符合标准要求的齿轮精度设计结果，推

19、广起来就比较容易。提高产品设计质量，缩短产品研制周期。过去在精度设计后还要用手工绘制工作图，且在精度设计过程中要查大量的表格，浪费了设计人员大量时间。采用齿轮精度智能系统不但可以提高设计质量，而且大大缩短了产品的设计周期，加快了齿轮的交货周期，提高了产品的竞争能力。用一些由传统数学逐次逼近方法得到的经验公式来进行工作。面齿轮机构是一种新型、非标准的齿轮传动形式，现阶段主要通过非圆齿轮副和锥齿轮副来实现这种传动形式，需要两个齿轮副传动，传动复杂，空间需求大，传动效率不高。而后出现了非圆锥齿轮副，可以替代上述传动形式。本课题在对非圆锥齿轮副研究的基础上，进一步提出正交变传动比端曲面齿轮（后文均简称

20、端曲面齿轮）的加工方法。端曲面齿轮副由一个非圆柱齿轮和一个端曲面齿轮组成，能传递相交轴之间的变传动比运动和动力。端曲面齿轮副在运动学上，结合了非圆齿轮、非圆锥齿轮副和面齿轮三者的特点，相比非圆锥齿轮具有轻量化的特点，同时其设计原理，加工方法等更为简单，可以利用现有机床与刀具进行加工，易实现批量生产，其在军工、农业机械、纺织机械、汽车等领域，具有潜在的应用价值。随着对端曲面齿轮副研究的深入，这种新型的齿轮传动形式必然会在更多的场合得到应用，这就要求建立一套完整的端曲面齿轮加工方法端曲面齿轮相对于常规面齿轮几何复杂，加工制造中的机床调整直接影响其传动啮合质量。在实际生产中，由于其切齿计算控制参数多

21、，不易操作，所以切齿结果很大程度取决于设计者和操作者的经验与技术水平。通常为了得到理想的齿面接触印迹，在齿轮加工过程中，要进行多次试切、接触区的检验并由此获得相应的切齿机床调整参数对机床进行调整，这样齿轮加工过程不仅花费很长的时间，同时也造成原材料的浪费，使得加工成本升高、加工效率降低。因此，在端曲面齿轮加工原理的基础上，建立一套端曲面齿轮的加工方法，提高加工质量与加工效率以及降低成本，同时也可为后续的测量与滚检等试验提供支持。由于端曲面齿轮齿面几何复杂，相对传统面齿轮，其加工精度较低，要运用于实际，必须达到较高精度，这就需要对加工进行深入研究。对端曲面齿轮加工方法的研究是验证端曲面齿轮副设计

22、正确性的有效手段。本文从端曲面齿轮啮合理论出发，分别用多轴数控加工方法和增材制造五轴数控混合加工方法对面齿轮进行加工，并对加工的实体进行相关检测试验，分析制造误差，并对以上加工方法进行对比分析。对端曲面齿轮加工方法进行研究对于提高端曲面齿轮的研究水平以及促进其推广使用具有重要的理论意义和实践价值。1、2本文课题的国内外研究现状和未来发展趋势面齿轮传动是圆柱齿轮与圆锥齿轮相互啮合的齿轮传动，面齿轮是一个具有一定锥度的锥齿轮，其锥度的大小由两传动轴之间的交角决定。根据轮齿走向的不同，面齿轮传动可分为直齿、斜齿和弧齿三种，根据传动轴之间的相互位置，面齿轮传动可分为相交和相错两种。早在上世纪40年代，

23、Buckingham就在其著作中就介绍了面齿轮传动70年后的今天，面齿轮传动主要应用于直升机主减速器传动装置的分流传动结构f2-Gl，应用范围狭窄，其主要原因是:面齿轮设计复杂，加工精度不高，磨齿困难等。以上原因制约了面齿轮传动的应用与发展。美国DARPA在TRP项目中对面齿轮传动技术进行了研究，研究背景是将面齿轮传动技术应用于新一代阿帕奇武装直升机中，研究内容包含渗碳磨削面齿轮的制造与试验研究口本佐贺大学在面齿轮滚齿加工方面研究出一种少齿数的大螺旋滚齿刀加工面齿轮的方法。美国加工和处理中心在同一方向上改进了滚刀，可加工小齿面齿轮、增加齿面精度。波兹南科技大学对面齿轮的铣削加工方法做了研究。L

24、itvin研究团队对面齿轮的研究做出了重要的贡献。首先Litvin团队对面齿轮传动从几何设计方面作了研究。研究的主要对象是直齿面齿轮和斜齿面齿轮，研究的内容包括了面齿轮的加工，齿面生成，面齿轮根切和齿顶交尖条件的判定，并且发展了面齿轮传动点接触理论，对面齿轮应用于实际起到了重要作用。Litvin团队通过对面齿轮点接触和齿面的修形实现了限制传动误差、减小噪音和振动的目的。我国对面齿轮研究起步较晚，尤其是面齿轮加工方面。近几年，西北工业大学开始对面齿轮传动进行研究，分别在直齿面齿轮的几何设计和啮合仿真、斜齿面齿轮的设计以及接触分析、承载能力分析、动力学分析等方向取得了一定的成果。面齿轮的加工方面，

25、河南工业大学等在数控铣削方面做了研究;南京航空航天大学、西北工业大学、中南大学等在面齿轮的磨齿方面进行了研究，特别是南京航空航天大学在面齿轮磨削方面研究了蜗杆磨削面齿轮的方法;南京航空航天大学、西北工业大学、重庆大学等在面齿轮的插齿加工方面做了研究。增材制造被誉为颠覆传统加工技术的一项新技术，使其成为制造业的研究热点之一，国内外许多学者对其进行了研究。如JamesWSears对SLM和EBM两种方法进行了对比研究。LawrenceE.Mur:等对铜，钦6AL-4V合金，镍基超合金，钻基超合金和17-4PH不锈钢等材料在SLM和EBM中的预合金化和雾化前体粉末进行了研究。L.Hao等针对增材制造

26、的基本材料和工艺进行了研究。Chu.Chen和RosenDavidW.对增材制造的蜂窝结构设计做了研究。Strano,G等在齿轮精度设计中采用传统的设计模式，使技术人员难于进行合理的精度设计及分析。由于精度评定的指标多，有大量的表格查找、数值计算及工作图的绘制等，造成设计效果差、效率低下。另外，由于齿轮精度设计中牵涉到检验指标的选择等问题，广大技术人员迫切需要一套齿轮精度分析与设计的智能系统。应用CAD技术实现设计自动化是研究人员、设计人员追求的目标，而智能设计技术将在更高的创造性思维活动层次上给予设计人员有效的辅助，是真正意义上的计算机辅助设计，智能CAD技术是以技术与人工智能技术结合的产物

27、，它运用专家系统技术、实例推理技术、约束满足技术、神经网络技术等。因此，智能CAD技术以及数据库软件、AutoCAD系统的完善，专家知识的不断充实，为齿轮精度分析与设计智能系统的建立提供了必要的技术支持。目前齿轮精度计算机辅助设计己有报道，但实用的面齿轮精度设计智能系统尚不多见，而面齿轮分析计算机辅助系统更不多见。1、3本文的主要内容1.用VC编辑窗口，要求实现几级菜单，多种面齿轮的力学分析（直齿、斜齿、弧齿等）用VisualC+对系统的代码进行编写，实现了ANSYS软件与本参数化建模与数值分析平台之间的数据传递，解决了调用程序等接口技术方面。利用ansys软件进行建模有限元分析，通过接口，让

28、vc调用此分析，在窗口中实现调用齿数、压力角、模数、齿顶高系数和齿隙系数五个关键尺寸参数作为独立参数，对齿轮外形和尺寸进行限制和设计。在利用ANSYS二次开发的功能时，对参数变化时生成齿轮的APDL命令流文本进行调用。实现了参数化建模数据和数值分析数据的可视化处理功能。用matlab软件进行优化分析，让vc通过接口调用此优化力学分析中，在VisualC+对ANSYS软件进行二次开发的环境中，通过结合软件自身的APDL语言，实现了一对齿轮的三维实体数据、网格数据、变形数据、应力数据、应变数据和各种动力学数据可视化并可画出相应的图形（网格划分图、变形图、应力云图等）。通过不同类型、不同大小的齿轮模

29、型的参数化建模，验证了本参数化建模和数值分析软件系统的有效性。通过建立一对齿轮的参数化模型，然后网格划分和设定边界条件等，最后可根据实际传动情况在静力学界面和模态分析界面输入了相应的约束条件和载荷扭矩条件等边界条件，对齿轮进行了静力分析、模态分析等，分析了一对齿轮的网格划分图、变形图、应力云图和模态振型图等，进一步验证了本软件系统的有效性第二章软件的设计框架及功能实现本研究的主要研究目的是搭建参数化建模的平台，来实现对不同零部件进行参数化的建模和数值分析，从而达到提高产品设计的准确性和效率，节省设计时间和成本。该研究的一项主要内容就是对该平台软件系统的架构进行整体上的设计，其中要依赖VC进行程

30、序的编写。本研究考虑到有限元计算的稳定性，选用了比较通用的工程软件ANSYS的批处理模式作为后台调用模式。这个软件平台可以通过两种方法进行建模:第一种是运用图形用户界面，通过调用主菜单和通用菜单进行命令的绘图，第二种是通过命令输入方法，两种方法都可以完成建模然后根据需要对模型进行参数化的计算。ANSYS软件本身有自动生成APDL代码的文本文件的功能，我们可以将两种方法建立模型生成的APDL代码进行保存。ANSYS软件有一种批处理模式，这种模式模块性很强，我们可以根据需要通过外部的操作对该模式进行调用，从而实现对ANSYS的操作，可以自动生成模型。我们发现通过ANSYS的批处理模式对APDL代码

31、进行调用生成图像的的实际效果，与在软件中直接导入APDL文本的效果是没有差别的。不仅仅是针对生成的模型图像是相同的，事实上通过数值分析计算得出的结果和图像也是相同的，并且可以通过APDL程序代码控制的截图功能进行获取，然后显示在图像窗口。设计出与MATLAB连接的窗口，可以把已选择好的参数模型，通过此功能，把数据模型导入到MATLAB中实现优化设计分析，再把优化结果，通过此功能传回到面齿轮设计软件。达到优化的效果。图2-1表示平台系统的主要的架构设计流程。前处理部分是参数输入模块。在该模块输入主参数一计算尺寸APDL命令一调用ANSYS一完成建模;主处理部分是ANSYS数值计算模块。在该模块一

32、设置边界条件一施加载荷和扭矩一确定分析类型一生成APDL命令文本一ANSYS计算;后处理部分是可视化模块。在该模块提取数据结果一输入可视化参数一倒到图像窗口一显示结果。图2-1平台系统的主要的架构设计流程图主卷数输入界面耳他卷数输入界面图2-2平台不同模块的具体结构前处理/主处理厂忆处理生成APDL命令文本生成y模型选择数直分析类型边件栽丈杲帕荷定界施AN5Y5毗处理模式軀析据图形显示界面IAlETSfetjLJ计尊欖块/旧视化欖块丿2.2平台运行2.2.1运行的条件平台和系统的正常运行需要硬件和软件条件的支持。硬件条件包括：IntelCOREi3或以上CPU的处理器，硬盘空间应在320GG以

33、上等;软件条件包括:WindowsXp或者7系统等。本研究研发使用和测试的硬件和软件条件:CPU型号:Inteli32330M硬盘容量:20GB7200转显卡芯片：AMDRadeonHD6630M内存容量:2BDDR31333MHz2.2.2平台中ANSYS分析的步骤第一步:在参数输入界面输入给定的齿轮参数,ANSYS会根据这些参数将自动在ANSYS中生成APDL命令流文本。第二步:将APDL命令流文件通过ANSYS软件的批处理接口调入到ANSYSwork.h;第三步:ANSYS根据APDL代码进行分析计算;第四步:生成图象并进行调用。2.2.3软件平台中与MATLAB调用优化由已选择好的参数

34、窗口调用MATLAB软件，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。此调用了三个程序，分别为绘制标准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

35、参数及几何尺寸。第三章基于vc的系统界面设计3.1VisualC+6.0介绍作为一个优秀的Windows开发软件，VisualC+6.0强大灵活的界面设计功能、己经完善的基础性和框架性能、易学易用的开发过程，它的MFCAppWizard向导功能，可以轻轻松松的形成一个可执行程序的框架，开发人员只需要在这个框架里添加所需要的模块;它提供的ClassWizard向导功能，开发人员只需要将控件与变量关联，就可以使用MFC中相关的所有成员函数了;另外它提供了界面设计的控件较多，比如CList列表控件，就有Report等几种模式，可实现列表和表格等多种形式。正是由于VisualC+6.0灵活的、便利的使

36、用功能，它才越来越被更多的程序开发人员喜欢。总的来说，它具有以下几点特点:1）开放环境VisualStudio由一套集成工具组成，用于开发Win32环境下运行的应用程序。2）提供功能强大的向导工具（MFCAppWizard.C1assWizard）。具有DeveloperStudio的项目工作区的形式组织元件及项目等配置。4）MFC类库支持多线程运用程序5）具有WindowsSocked和Mapi支持，可以与网络及E-mail连接；6）具有最快的数据库访问，允许用户适应强有力的数据库应用程序。7）具有强有力的Internet支持。8）对OLE提供强有力的支持。面齿轮设计软件人机交互界面开发3.

37、2.1用户页面设计如图3-1所示是面齿轮设计系统的进入界面，用户在打开程序时，会弹出此窗口，显示出此设计软件已经运行。用户点击进入按钮，系统会自动跳转到主菜单设计界面。用户需要退出设计系统，点击右上角退出符号即可。图3-1用户页面设计3.2.2用户主菜单界面当用户点击进入按钮以后，进入到主菜单界面，如图3-2所示。此界面由五个菜单选项构成，分别是以下：1初步设计，2详细设计，3接触强度校核，ansys接口模块，MATLAB优化接口设计模块。主菜单上还包括了接触强度校核这个部分的功能板块。用户可以在此界面上输入面齿轮的使用系数，修正系数，齿向载荷分布系数，节点区域系数，弹性系数，重合度系数，螺旋

38、角系数，寿命系数，速度系数，齿面工作系数，尺寸系数，最小允许安全系数等所需要的齿轮设计参数，然后存储下系统后台数据库里面，当用户完成了，初步设计和详细设计生成带参数的齿轮轮模型，当调用ansys软件做分析时，这些参数模型会一并通过ANSYSs接口功能板块导入到ansys软件中，进行有限元分析。图3-2用户主菜单界面3.2.3设计过程界面设计过程界面包含于初步设计，和详细设计两个部分的功能板块。在初步设计中，用户需要选择并输入以下参数：面齿轮的材料（通常选择渗碳淬火45钢），面齿轮的精度等end级IQ(要求不是特别高的情况下，一般选择8级精度)；材料的各部分参数，抗接触疲劳应力极限，弯曲疲劳应力

39、极限，齿面布式硬度，泊松比，密度等；当用户选择好了各部分参数以后，点击v按钮，面齿轮设计软件就会把输入的数据，自动保存在系统的后台数据库，当用户要清理当前齿轮参数，点击X按钮，设计软件就会把当前数据给清零，用户就能自己输入所需要的数据。如图3-3所示。以下是主界面所需的部分代码：functionvarargout=untitled2(varargin)gui_Singleton=1;gui_State=struct(gui_Name,mfilename,.gui_Singleton,gui_Singleton,.gui_OpeningFcn,untitled2_OpeningFcn,.gui_

40、OutputFcn,untitled2_OutputFcn,.gui_LayoutFcn,.gui_Callback,);ifnargin&isstr(varargin1)gui_State.gui_Callback=str2func(varargin1);endifnargoutvarargout1:nargout=gui_mainfcn(gui_State,varargin:);elsegui_mainfcn(gui_State,varargin:);functionedit1_Callback(hObject,eventdata,handles)functionuntitled2_Ope

41、ningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)endhandles.output=hObject;%Updatehandlesstructureguidata(hObject,handles);%UIWAITmakesuntitled2waitforuserresponse(seeUIRESUME)%uiwait(handles.figure1);set(gcf,name,计算变位系数)；%-Outputsfromthisfunctionarereturnedtothecommandline.functionvarargout=untitled2_Out

42、putFcn(hObject,eventdata,handles)varargout1=handles.output；%-Executesduringobjectcreation,aftersettingallproperties.functionedit1_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white)；elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor)；functionedit2_CreateFc

43、n(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit2_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit3_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,B

44、ackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit3_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit4_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endelseendfunctionedit4_Callback(hOb

45、ject,eventdata,handles)functionedit5_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit5_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit6_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hOb

46、ject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);functionedit6_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit7_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgro

47、undColor);endfunctionedit7_Callback(hObject,eventdata,handles)functionpushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)z1=str2num(get(handles.edit1,string);%字符转换成数值z2=str2num(get(handles.edit2,string);%字符转换成数值m=str2num(get(handles.edit3,string);%字符转换成数值a=str2num(get(handles.edit4,string);%字符转换成数值ha=st

48、r2num(get(handles.edit5,string);%字符转换成数值ct=str2num(get(handles.edit6,string);%字符转换成数值ax=str2num(get(handles.edit8,string);%字符转换成数值az=0.5*m*(z1+z2);%计算标准中心距at=acos(az*cos(a*pi/180)/ax);xh=(z1+z2)/(2*tan(a*pi/180)*(tan(at)-at-tan(a*pi/180)+(a*pi/180);%计算变位系数总和k=xh-(ax-az)/m);%计算齿顶高变动系数assignin(base,ha

49、,ha);%将ha从base空间调出assignin(base,z1,z1);assignin(base,z2,z2);assignin(base,at,at);assignin(base,a,a);assignin(base,k,k);assignin(base,xh,xh);e=fsolve(myfun,6);%使用函数调用set(handles.edit7,string,e);%将数值转换成字符串，在文本框中显示q=xh-e;set(handles.edit9,string,q);d(1)=m*z1;%计算分度圆直径d(2)=m*z2;set(handles.edit13,string,

50、d(1);%数值转换成字符串set(handles.edit14,string,d(2);functionpushbutton2_Callback(hObject,eventdata,handles)closefunctionedit8_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);set(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);elseendfunctionedit8_Callback(hObject

51、,eventdata,handles)functionedit9_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit9_Callback(hObject,eventdata,handles)面齿蛇材料及雇性I1=1II回lldl精度等级IQ|是渗磯淬火钢面齿轮材料图3-3面齿轮初步设计材料参数界面当用户进行初步设c*图例中

52、取0.25）殳计后就会进入详细设计界面，在此界面用户需要做的是以下工作;进入分配系数界面，用户需要录入齿宽系数ha）（通常取1），顶隙系数压力角a（取20度），变位系数（此例中采用的是非变位面齿轮，取0），点击计算按钮就会计算出模型它的相应数据，点击按钮就会保存当前输入，点击X就会清空当前数据，并且退出当前工作界面，返回到菜单功能界面中。同理用户还需要在齿宽系数界面中输入以下数据参数，齿轮对称布置时齿宽系数标准设置为0.8-0.4，非对称布置齿宽系数取0.6-1.2，悬臂布置系数为0.3-1.4,齿宽系数取0.8,点击按钮就可计算数据并保存在后台数据库里面。这软件界面代码具体如下functio

53、nvarargout=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,);ifnargin&isstr(varargin1)gui_State.gui_Callback=str2func(varargin1);endifnargoutvarargout1:nargout=gui_m

54、ainfcn(gui_State,varargin:);elsegui_mainfcn(gui_State,varargin:);endfunctionjkx_OpeningFcn(hObject,eventdata,handles,varargin)guidata(hObject,handles);set(gcf,name,面柱齿轮渐开线参数输入窗);functionvarargout=jkx_OutputFcn(hObject,eventdata,handles)varargout1=handles.output;fnctionedit1_CreateFcn(hObject,eventda

55、ta,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit1_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit2_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)set(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,de

56、faultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit2_Callback(hObject,eventdata,handles)functionedit3_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit3_Callback(hObject,eventdata,handles)fun

57、ctionedit4_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,BackgroundColor,white);elseset(hObject,BackgroundColor,get(0,defaultUicontrolBackgroundColor);endfunctionedit4_Callback(hObject,eventdata,handles)functionpushbutton1_Callback(hObject,eventdata,handles)figure;set(gcf,name,面齿轮);m=str2num

58、(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.A2/rb.A2)-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.*s

59、in(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);axisequal;title(基圆与齿顶圆之间的部分为该齿轮的渐开线),fontsize,ll);text(ra*cos(pi/4),ra*sin(pi/4),leftarrow齿顶圆,fontsize,10);text(rb*cos(0.8*pi),rb

60、*sin(0.8*pi),leftarrow,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);functionpushbutton2_Callback(hObject,eventdata,handles)close%关闭窗口functionedit6_CreateFcn(hObject,eventdata,handles)ifispcset(hObject,Back