詹弘彥：齒輪設計

正齒輪簡介：
齒輪常裝於軸上以傳動動力，它的種類包括正齒輪（spur gear）、螺旋齒輪、蝸輪及斜齒輪等，正齒輪為最便宜的一種，它的齒是與軸心平行，兩正齒輪相互作用時，兩齒輪之軸在同一平面且平行。




題旨：設計一齒輪是否適用？？
抗彎強度定義：
齒輪之容許負荷，為互相咬合而傳達動力之齒輪間，基於齒根部所受之抗彎應力產生之咬合節圓上之容許圓周力。

基本參數:
齒輪之抗彎應力gst=gf./gfv./gb./gm./gy 
 gf：齒輪之作用力 
 gfv=3./(3+gv)：圓周速度所生齒輪材料之使用應力(kg/cm2) 低速度(V=10m/s以下) 
  齒輪迴轉速rpm
  gv=rpm*pi.*gd/60/1000
 gb：齒厚 
 gm=gd/gteeth：模數 
  齒輪節徑gd
  齒輪之齒數gteeth
 gy：路易斯形因子 
  gcof=[齒輪數 壓力角14.5度之路易斯形因子 壓力角20度之路易斯形因子]
  壓力角GP

=======================程式內容=====================

% gear.m
% Design of a gear
efc=0.86;g=9.81;% efficiency of gear
gcof=[10 0.176 0.201;11 0.192 0.226;12 0.210 0.125;13 0.223 0.261;...
   14 0.236 0.276;15 0.215 0.289;16 0.254 0.295;17 0.264 0.302;...
   18 0.270 0.308;19 0.276 0.314;20 0.283 0.320;21 0.289 0.327;...
   23 0.295 0.333;25 0.305 0.339;27 0.311 0.349;30 0.317 0.358;...
   34 0.327 0.371;38 0.333 0.383;43 0.339 0.396;50 0.346 0.408;...
   60 0.355 0.421;75 0.361 0.434;100 0.368 0.446;150 0.374 0.459;...
   300 0.383 0.471;999 0.390 0.484];
gmax=length(gcof);
while 1
  while 1
      GT=input('請輸入齒輪之齒數(-)[30]: ','s');
      if isempty(GT), GT='30';end;gteeth=str2num(GT);
      [N,I]=find(gcof(:,1)==gteeth);
      if isempty(N),
          disp('齒數不符合，請重新輸入！');
      else
          break;
      end
  end
  while 1
     GP=input('請選擇壓力角[14.5度(1)/20度(2)]: ');
     if isempty(GP), GP=1;end
     if GP==1 ¦ GP==2,
         break
     else
          disp('請選１或２，重新輸入！');
     end
  end 
  GF=input('請輸入齒輪之作用力(kg)[200]: ','s');
  if isempty(GF), GF='200';end;gf=str2num(GF);
  GD=input('請輸入齒輪節徑(mm)[200]: ','s');
  if isempty(GD), GD='200';end;gd=str2num(GD);
  GB=input('請輸入齒厚(mm)[100]: ','s');
  if isempty(GB), GB='100';end;gb=str2num(GB);
  RPM=input('請輸入齒輪迴轉速(rpm)[1200]: ','s');
  if isempty(RPM), RPM='1200';end;rpm=str2num(RPM);
  gv=rpm*pi.*gd/60/1000;
  gfv=3./(3+gv);
  gm=gd/gteeth;
  gy=gcof(N,GP+1);
  gst=gf./gfv./gb./gm./gy;
  disp('齒輪資料：')
  disp(['齒數：' num2str(gteeth) ' 節徑：' num2str(gd)...
      'mm.  齒厚：'  num2str(gb) 'mm.'])
  disp(['轉速：' num2str(rpm) 'rpm.  作用力：' num2str(gf) ' kg.'])
  disp(['齒輪之抗彎應力為: ' num2str(gst) ' kg/m^2. <=====']);
  A=input('繼續執行嗎？(Y/N) [Y] ','s');
  if ~isempty(A) ¦ A~='Y', break;end
end