VBA編程設(shè)計變位系數(shù)

鄒榮靜， 李丹， 陳偉

（安徽江淮汽車股份有限公司，合肥 230601）

VBA編程設(shè)計變位系數(shù)

鄒榮靜， 李丹， 陳偉

（安徽江淮汽車股份有限公司，合肥 230601）

首先敘述了當前先進的雙離合自動變速器的發(fā)展以及齒軸參數(shù)初步設(shè)計，重點闡明了在給定初步中心距范圍，速比、模數(shù)、螺旋角及壓力角范圍下，通過VBA編程計算出變位系數(shù)，最后展示變位系數(shù)計算程序的應(yīng)用。

雙離合器自動變速器；變位系數(shù)；VBA編程

0 引言

在齒軸初步設(shè)計階段，通過VBA中心距設(shè)計程序可計算出中心距范圍、速比以及模數(shù)、螺旋角、齒數(shù)、壓力角等多個齒輪參數(shù)。在設(shè)計前期，所得相關(guān)參數(shù)均為一個范圍的前提下，開發(fā)該程序可用于指導(dǎo)齒軸系統(tǒng)變位系數(shù)及齒頂高、齒根高系數(shù)設(shè)計。該程序設(shè)計實現(xiàn)了快速計算變位系數(shù)等復(fù)雜參數(shù)以及VBA程序在傳動系統(tǒng)概念設(shè)計中的應(yīng)用。

1 程序介紹

1.1 程序功能

功能：根據(jù)速比、中心距、模數(shù)、螺旋角、法向壓力角范圍計算出滿足要求的變位系數(shù)，進而得出齒輪相關(guān)參數(shù)。

運動學(xué)參數(shù)初步設(shè)計中僅以齒頂厚、嚙合起始圓直徑與滑動參數(shù)作為評價標準，且一般齒根處滑動系數(shù)較大，所以以齒根處滑動系數(shù)作為評價標準，其他參數(shù)可在后期詳細設(shè)計中進一步設(shè)計評價。

1.2 參數(shù)輸入

根據(jù)中心距計算程序可計算出齒輪副速比，表1所示參數(shù)作為變位系數(shù)的基本輸入。

表1 基本輸入

表2中定義參數(shù)作為齒厚及頂隙判斷基準；通常，我們希望齒輪的滑動系數(shù)盡可能小，同時，配對齒輪的最大滑動系數(shù)應(yīng)基本接近為好，以保證配對齒輪的均勻磨損。

1.3 齒輪參數(shù)計算

根據(jù)齒厚及滑動系數(shù)、齒輪參數(shù)與變位系數(shù)的關(guān)系：

1）進行變位系數(shù)匹配，由輸入?yún)?shù)速比i，中心距a，模數(shù) mn，螺旋角 β，得到齒輪齒數(shù) z1，z2；

2）將 z1，z2圓整即 round（z）得到初步齒數(shù)；

3）取齒頂高系數(shù)初始范圍，計算出齒厚s_an；

4）將s_an結(jié)果與判斷基準進行比較后重復(fù)判斷使其匹配，計算出此時齒頂高系數(shù)h*a；

表2 齒頂齒厚及頂隙定義（假設(shè)設(shè)計取值）

5）根據(jù)公式計算出h*f；

6）判斷嚙合起始圓直徑d_Nf是否小于基圓直徑d_b，若小于則退出計算；若大于則進行下一步；

7）根據(jù)齒輪參數(shù)計算出滑動系數(shù)ζ_f，使主、從動齒輪的滑動系數(shù)接近，其差值在一定范圍，若超出則重新計算，若滿足條件則保存結(jié)果。

當完成所有計算后，會初步得出不同結(jié)果，后期從結(jié)果中選擇最好的作為變位系數(shù)篩選結(jié)果。

參數(shù)計算公式如表3所示。

表3 參數(shù)計算公式

1.4 工作界面（如圖1）

2 實例計算

以某雙離合自動變速器某檔齒輪副為例進行初步設(shè)計計算。定義目標齒頂厚s_an=1.5。

2.1 參數(shù)輸入范圍（表4）

共計循環(huán)次數(shù)為 n=6×67×6×6×6=86832。

2.2 篩選方案（如圖2）

3 軟件代碼

1）主程序。實現(xiàn)參數(shù)定義，調(diào)用子程序以及計算結(jié)果保存等的主功能，此處省略。

2）計算變位系數(shù)x1的子程序。實現(xiàn)被不同主程序調(diào)用，以及x1的判斷及結(jié)果返回的功能：

4 結(jié)論

本論文通過應(yīng)用VBA編程的方式，解決復(fù)雜變速箱中心距設(shè)計的問題。應(yīng)用計算機每分鐘可以完成3×104種方案篩選，這是手工計算所不能達到的，同時可以從篩選的結(jié)果中選出最優(yōu)化的方案，實現(xiàn)優(yōu)化變速箱中心距、變位系數(shù)等多方面的功能。

［1］譚浩強.Visual Basic程序設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2000.

［2］聞邦椿.機械設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

［3］沃肯巴赫.Excel 2007高級VBA編程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2009.

（編輯 黃 荻）

TP391.7

A

1002-2333（2015）07-0061-03

鄒榮靜（1990—），女，CAE分析工程師，從事DCT變速箱齒軸系統(tǒng)仿真分析工作。

2015-05-26