齒輪箱設計

本範例為台北科技大學機械系陳敬能同學設計由 吳家祥老師所之導由輸入軸輸入轉距,藉由ABCD兩組齒輪對選擇變速,再由EFGH兩組齒輪將動力由中間軸傳到輸出軸。

 

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操作步驟

4.2.1建立特殊元件

以文字檔建立元件庫所沒有的特殊元件(一般元件不須再建立),因本軟體為開放式架構,方便設計者在本系統建立自己所需之元件,開啟元件建立之文字編輯表單,依序建入元件名稱、圖示、元件寬高,再建立輸入項、輸出項、函數關係式等,如表一就可輕易的建立一個本專案所需的四段變速箱試算表元件。

四段變速箱試算表, 減速機.JPG,3200,3200

****input*****

段數                  ,      N     ,  4  ,

最大轉速              ,      nmax     ,  1000   , rpm

最小轉速              ,      nmin     ,  330   , rpm

輸入傳動功率          ,      L     ,  1.5   , KW

ㄧ對齒輪之中心距離    ,      a   ,  52   , mm

假設同一模數          ,      M1     ,  2   ,

傳動裝置1    ,      A1     ,  三角皮帶傳動            ,Mdb傳動裝置.傳動裝置.傳動裝置

傳動裝置2    ,      B2     ,  正齒輪傳動            ,Mdb傳動裝置.傳動裝置.傳動裝置

*****output***** , , ,

齒輪A傳動扭矩                ,      T1     ,  0  , kgf*mm

齒輪A對軸之逕向負載   ,      Pna       ,   0  , N

齒輪A-B間減速比  ,      Rate   ,  0   ,

齒輪A齒數      ,      ZA      ,   0  ,

齒輪B齒數      ,      ZB      ,   0  ,

齒輪F傳動扭矩                ,      T3f     ,  0  , kgf*mm

齒輪D對軸之逕向負載   ,      Pnd       ,   0  , N

齒輪C-D間減速比  ,      Rate1   ,  0   ,

齒輪C齒數      ,      ZC      ,   0  ,

齒輪D齒數      ,      ZD      ,   0  ,

齒輪E-F間減速比  ,      Rate2   ,  0   ,

齒輪E齒數      ,      ZE      ,   0  ,

齒輪F齒數      ,      ZF      ,   0  ,

齒輪H傳動扭矩                ,      T3h     ,  0  , kgf*mm

齒輪H對軸之逕向負載   ,      Pnh       ,   0  , N

齒輪G-H間減速比  ,      Rate3   ,  0   ,

齒輪G齒數      ,      ZG      ,   0  ,

齒輪H齒數      ,      ZH      ,   0  ,

齒輪C對軸之逕向負載   ,      Pnc       ,   0  , N

齒輪B對軸之逕向負載   ,      Pnb       ,   0  , N

齒輪E對軸之逕向負載   ,      Pne       ,   0  , N

齒輪G對軸之逕向負載   ,      Png       ,   0  , N

齒輪F對軸之逕向負載   ,      Pnf       ,   0  , N

*****function***** , , ,

Function max( a, b)

    If a < b Then

        max = b

    Else

        max = a

    End If

End Function

Sub main()

'壓力角為20

pi = 3.14159

afar = (20 * pi) / 180

'資料庫索取

c1=Fun.MdbTab("Mdb傳動裝置.傳動裝置.傳動裝置",A1,"效率值",0)

c2=Fun.MdbTab("Mdb傳動裝置.傳動裝置.傳動裝置",B2,"效率值",0)

 

 

'開始計算

h=(nmax/nmin)^(1/(N-1))

ZA=cint((2*a/M1)/(1+h))

ZB=cint(h*ZA)

ZC=cint(a/M1)

ZD=cint(a/M1)

ZE=cint(a/M1)

ZF=cint(a/M1)

ZG=cint((2*a/M1)/(1+h^2))

ZH=cint(h^2*ZG)

Rate=CSng(ZB/ZA)

Rate1=CSng(ZC/ZD)

Rate2=CSng(ZE/ZF)

Rate3=CSng(ZH/ZG)

T1=974000*(L/nmax)*c1*c2

T3f=974000*(L/(nmax/Rate))*c1*(c2)^4.75

T3h=974000*(L/(nmax/(Rate*Rate3)))*c1*(c2)^4

T2g=974000*(L/(nmax/Rate))*c1*(c2)^3 '因轉速變677rpmg!

Pna=CSng((2*T1)/(M1*ZA*cos(afar))*-9.806)

Pnc=CSng((2*T1)/(M1*ZC*cos(afar))*-9.806)

Pnf=CSng((2*T3f)/(M1*ZF*cos(afar)*c1*c2)*-9.806)

Pnh=CSng((2*T3h)/(M1*ZH*cos(afar)*c1*c2)*-9.806)

Pnb=CSng((2*T2g)/(M1*ZB*cos(afar)*c1*c2)*-9.806)

Pne=CSng((2*T2g)/(M1*ZE*cos(afar))*-9.806)

Pnd=CSng((2*T2g)/(M1*ZD*cos(afar))*-9.806)

Png=CSng((2*T2g)/(M1*ZG*cos(afar))*-9.806)

'End Sub

表一 特殊元件四段變速箱試算表之建立

4.2.2擺放元件:

於系統表單點放所需之相關元件,放置四段變速箱設計表單,以計算出其他機件所需之相關數值,再放置所要設計之齒輪對、軸與軸承,如圖八所示。

圖八、元件放置

4.2.3連接物件:

放置連結線於元件之間,以軟體提供的單位驗證之連結建立關聯,操作者可快速的連接相關之項目,計算時各元件之數值就可藉連接線傳輸如圖九所示。

 

圖九、連結元件

4.2.4運算:

依序進行輸入項修正、運算、驗證輸出三個步驟已完成所有元件之計算工作,如圖十、圖十一、圖十二、圖十三所示。

圖十、變速箱設計之條件輸入與運算輸出

圖十一、齒輪對之輸入與輸出運算

圖十二、軸之設計

圖十三、軸承之設計