哈尔滨工业大学机械设计大作业_带传动电算

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
上机电算说明书
课程名称：机械设计
电算题目：普通V带传动
院系：机电工程学院
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：2015.11.11-2015.12.1
哈尔滨工业大学
目录
一、普通V带传动的内容 (1)
二、变量标识符 (1)
三、程序框图 (2)
四、V带设计C程序 (3)
五、程序运行截图 (10)
参考文献 (11)
一、普通V带传动的内容
给定原始数据：传递的功率P，小带轮转速n1 传动比i及工作条件
设计内容：带型号，基准长度Ld，根数Z，传动中心距a，带轮基准直径dd1、dd2，带轮轮缘宽度B，初拉力F0和压轴力Q。

二、变量标识符
为了使程序具有较好的可读性易用性，应采用统一的变量标识符，如表1所示。

表1变量标识符表。

表1 变量标识符表
三、程序框图
四、V带设计c程序
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#define PAI 3.14
int TYPE_TO_NUM(char type); /*将输入的字符（不论大小写）转换为数字方便使用*/
float Select_Ki(float i); /*查表选择Ki的程序*/
float Select_KA(float H,int GZJ,int YDJ); /*查表选择KA的程序*/
float Select_KL(float Ld,int TYPE); /*查表选择KL的程序*/
float Select_M(int TYPE); /*查表选择m的程序*/
float Select_dd1(int TYPE); /*查表选择小轮基准直径dd1的程序*/ float Select_dd2(int dd1,float i); /*查表选择大轮直径dd2的程序*/ float Compute_P0(float V,int TYPE,float dd1); /*计算P0的程序*/
float Compute_DIFP0(int TYPE,float Ki,int n1); /*计算DIFP0的程序*/
float Compute_VMAX(int TYPE); /*计算VMAX的程序*/
float Compute_KALF(float ALF1); /*计算KALF的程序*/
float Compute_B(int TYPE,int z); /*计算带宽B的程序*/
float* Compute_LAK(float dd1,float dd2,int TYPE); /*计算Ld，a，KL的程序*/ main()
{
float
P,H,i,n1,KA,Ki,dd1,dd2,V,P0,DIFP0,Pd,VMAX,*LAK,m,Ld,KALF,a,KL,z,F0,ALF1, Q,B;
int YDJ,GZJ,TYPE,ANS;
char type,ans;
printf(" V带传动设计程序\n");
printf(" 程序设计人:×××\n 班号:123456678\n 学号:1234567896\n"); START: printf("请输入原始参数:\n");
printf("传递功率P(KW):");
scanf("%f",&P);
printf("小带轮转速n1(r/min)：");
scanf("%f",&n1);
printf("传动比i:");
scanf("%f",&i);
printf("每天工作时间H(h):");
scanf("%f",&H);
printf("原动机类型(1或2):");
scanf("%d",&YDJ);
printf("工作机载荷类型:\n1,载荷平稳\n2,载荷变动较小\n3,载荷变动较大\n4,载荷变动很大\n");
scanf("%d",&GZJ);
DX: printf("带型:");
scanf(" %c",&type);
TYPE=TYPE_TO_NUM(type);
KA= Select_KA(H,GZJ,YDJ);
Pd=KA*P;
VMAX=Compute_VMAX(TYPE);
DD1:dd1=Select_dd1(TYPE);
V=PAI*dd1*n1/60000;
while(V>VMAX)
{
printf("所选小轮基准直径过小!请重新选择!\n");
dd1=Select_dd1(TYPE);
V=PAI*dd1*n1/60000;
}
dd2=Select_dd2(dd1,i);
P0=Compute_P0(V,TYPE,dd1);
Ki=Select_Ki(i);
DIFP0=Compute_DIFP0(TYPE,Ki,n1);
LAK=Compute_LAK(dd1,dd2,TYPE);
Ld=LAK[0];
a=LAK[1];
KL=LAK[2];
ALF1=180-57.3*(dd2-dd1)/a;
KALF=Compute_KALF(ALF1);
z=ceil(Pd/(KALF*KL*(P0+DIFP0)));
if(z>=10)
goto DX;
m=Select_M(TYPE);
F0=500*Pd*(2.5-KALF)/(z*V*KALF)+m*V*V;
Q=2*z*F0*sin(ALF1*PAI/360);
B= Compute_B(TYPE,z);
printf(" 计算结果\n");
printf("小轮直径:%f mm\n大轮直径:%f mm\n中心距:%f mm\n带长:%f mm\n带宽:%f mm\n带的根数:%f\n初拉力:%f N\n轴压力:%f N\n",dd1,dd2,a,Ld,B,z,F0,Q); X: printf("计算下一组带轮直径按'Y',重新开始按'S',结束按'N':");
scanf(" %c",&ans);
ANS=TYPE_TO_NUM(ans);
if(ANS==6)
goto DD1;
else if(ANS==7)
goto START;
else if(ANS==8)
printf("程序结束");
else
{
printf("输入错误，请重新输入");
goto X;
}
}
float Select_KA(float H,int GZJ,int YDJ)
{
float ka1[4][3]={{1.0,1.1,1.2},{1.1,1.2,1.3},{1.2,1.3,1.4},{1.3,1.4,1.5}};
float ka2[4][3]={{1.1,1.2,1.3},{1.2,1.3,1.4},{1.4,1.5,1.6},{1.5,1.6,1.8}};
float KA;
if(YDJ==1)
{
if(H<10)
KA=ka1[GZJ-1][0];
else if(H>16)
KA=ka1[GZJ-1][2];
else
KA=ka1[GZJ-1][1];
}
if(YDJ==2)
{
if(H<10)
KA=ka2[GZJ-1][0];
else if(H>16)
KA=ka2[GZJ-1][2];
else
KA=ka2[GZJ-1][1];
}
return KA;
}
float Select_Ki(float i)
{
float m;
float
Ki[10]={1.0000,1.0136,1.0276,1.0419,1.0567,1.0719,1.0875,1.1036,1.1202,1.1 373};
float I[10]={1.00,1.02,1.05,1.09,1.13,1.19,1.25,1.35,1.52,2.00};
int j=9;
for(j=9;j>=0;j--)
{
m=i-I[j];
if(m>=0)
break;
}
return Ki[j];
}
int TYPE_TO_NUM(char type)
{
int x;
if(type<91)
type+=32;
switch(type)
{
case 'z':
x=0;
break;
case 'a':
x=1;
break;
case 'b':
x=2;
break;
case 'c':
x=3;
break;
case 'd':
x=4;
break;
case 'e':
x=5;
break;
case 'y':
x=6;
break;
case 's':
x=7;
break;
case 'n':
x=8;
break;
}
return x;
}
float Compute_P0(float V,int TYPE,float dd1)
{
float P0;
float K1[6]={0.246,0.449,0.794,1.48,3.15,4.57};
float K2[6]={7.44,19.02,50.6,143.2,507.3,951.5};
float K3[6]={0.441e-4,0.765e-4,1.31e-4,2.34e-4,4.77e-4,7.06e-4};
P0=(K1[TYPE]*pow(V,-0.09)-K2[TYPE]/dd1-K3[TYPE]*V*V)*V;
return P0;
}
float Compute_DIFP0(int TYPE,float Ki,int n1)
{
float Kb,DIFP0;
float KB[6]={0.2925e-3,0.7725e-3,1.9875e-3,5.625e-3,19.95e-3,37.35e-3};
Kb=KB[TYPE];
DIFP0=Kb*n1*(1-1/Ki);
return DIFP0;
}
float Select_dd1(int TYPE)
{
int i;
float dd1;
float DD1[6][4]={{50,63,71,80},{75,90,100,125},{125,140,160,180},
{200,250,315,400},{355,400,450,500},{500,560,630,710}};
printf("该带型推荐的小带轮基准直径有(mm):\n");
for(i=0;i<4;i++)
{
printf("%.2f ",DD1[TYPE][i]);
}
printf("\n请选择小带轮直径dd1:");
scanf("%f",&dd1);
return dd1;
}
float Select_dd2(int dd1,float i)
{
float DD2[]={50,56,63,71,80,90,100,112,125,140,150,160,180,200,224, 250,280,315,355,400,425,450,500,560,600,630,710,800};
float dd2,temp,t;
int j=0;
temp=i*dd1;
for(j=0;j<28;j++)
{
t=temp-DD2[j];
if(t<=0)
break;
}
if((DD2[j]-temp)<(temp-DD2[j-1]))
dd2=DD2[j];
else
dd2=DD2[j-1];
return dd2;
}
float* Compute_LAK(float dd1,float dd2,int TYPE)
{
int j=0;
float a1,a2,a0,Ld0,temp,KALF,Ld,a,KL;
float LAK[3];
float kl[23][6]={{400,0.87},{450,0.89},{500,0.91},
{560,0.94},{630,0.96,0.81},{710,0.99,0.83},{800,1.00,0.85,0.82},{900,1.03,0.8 7,0.84,0.83},{1000,1.06,0.89,0.86,0.86,0.83},
{1120,1.08,0.91,0.88,0.88,0.86},{1250,1.10,0.93,0.90,0.91,0.89},{1400,1.14, 0.96,0.92,0.93,0.91},{1600,1.16,0.99,0.95,0.95,0.93},
{1800,1.18,1.01,0.98,0.97,0.96},{2000,0,1.03,1.00,0.99,0.98},{2240,0,1.06,1 .03,1.02,1.00},{2500,0,1.09,1.05,1.04,1.03},
{2800,0,1.11,1.07,1.07,1.06},{3150,0,1.13,1.09,1.09,1.08},{3550,0,1.17,1.13 ,1.12,1.11},{4000,0,1.19,1.15,1.15,1.14},{4500,0,0,1.18,1.18,1.17},{5000,0,0,0,1. 21,1.20}};
a1=0.7*(dd1+dd2);
a2=2*(dd1+dd2);
printf("请输入初估中心距a0(范围为%.2fmm~%.2fmm):",a1,a2);
scanf("%f",&a0);
Ld0=2*a0+(dd1+dd2)*PAI/2+(dd2-dd1)*(dd2-dd1)/a0/4;
for(j=0;j<23;j++)
{
temp=Ld0-kl[j][0];
if(temp<=0)
break;
}
if((Ld0-kl[j-1][0])>(kl[j][0]-Ld0))
{ Ld=kl[j][0];
KL=kl[j][TYPE+1];
}
else
{ Ld=kl[j-1][0];
KL=kl[j-1][TYPE+1];
}
a=a0+(Ld-Ld0)/2;
LAK[0]=Ld;
LAK[1]=a;
LAK[2]=KL;
return LAK;
}
float Compute_VMAX(int TYPE)
{
float VMAX;
switch(TYPE)
{
case 0:
case 1:
case 2:
case 3:
VMAX=25;
break;
case 4:
case 5:
VMAX=30;
break;
}
return VMAX;
}
float Select_M(int TYPE)
{
float m;
float M[6]={0.06,0.1,0.17,0.3,0.6,0.9};
m=M[TYPE];
return m;
}
float Compute_B(int TYPE,int z)
{
float f[6]={8,10,12.5,17,23,29};
float e[6]={12,15,19,25.5,37,44.5};
float B;
B=(z-1)*e[TYPE]+2*f[TYPE];
return B;
}
float Compute_KALF(float ALF1)
{
float
kalf[2][14]={220,210,200,190,180,170,160,150,140,130,120,110,100,90,1.20,1. 15,1.10,1.05,1.00,0.98,0.95,0.92,
0.89,0.86,0.82,0.78,0.73,0.68},KALF;
int i;
for(i=0;i<14;i++)
{
if(ALF1<kalf[0][i]&&ALF1>kalf[0][i+1])
{
KALF=kalf[1][i]+(kalf[1][i]-kalf[1][i+1])*(ALF1-kalf[0][i])/10;
break;
}
}
return KALF;
}
五、程序运行截图
电动机功率4kw,,转速960r/min,传动比2，工作时间24h。

分析情况如表2（程序运行情况如图）：
参考文献
[1] 王黎钦，陈铁鸣. 机械设计第四版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2008. [2] 宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京：高等教育出版社,2006.
[3] 王连明，宋宝玉. 机械设计课程设计.3版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2007. [4] 谭浩强. C 程序设计第四版. 北京：清华大学出版社,2010.
[5] 严蔚敏，李冬梅，吴伟民. 数据结构(C 语言版). 北京：人民邮电出版社,2015.。