第三章机械设计编程基础
机械设计基础知识点整理

1、机械零件常用材料:普通碳素结构钢(Q屈服强度)优质碳素结构钢(20平均碳的质量分数为万分之20)、合金结构钢(20Mn2锰的平均质量分数约为2%)、铸钢(ZG230-450屈服点不小于230,抗拉强度不小于450)、铸铁(HT200灰铸铁抗拉强度)2、常用的热处理方法:退火(随炉缓冷)、正火(在空气中冷却)、淬火(在水或油中迅速冷却)、回火(吧淬火后的零件再次加热到低于临界温度的一定温度,保温一段时间后在空气中冷却)、调质(淬火+高温回火的过程)、化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗)3、机械零件的结构工艺性:便于零件毛坯的制造、便于零件的机械加工、便于零件的装卸和可靠定位4、机械零件常见的失效形式:因强度不足而断裂;过大的弹性变形或塑性变形;摩擦表面的过度磨损、打滑或过热;连接松动;容器、管道等的泄露;运动精度达不到设计要求5、应力的分类:分为静应力和变应力。
最基本的变应力为稳定循环变应力,稳定循环变应力有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种6、疲劳破坏及其特点:变应力作用下的破坏称为疲劳破坏。
特点:在某类变应力多次作用后突然断裂;断裂时变应力的最大应力远小于材料的屈服极限;即使是塑性材料,断裂时也无明显的塑性变形。
确定疲劳极限时,应考虑应力的大小、循环次数和循环特征7、接触疲劳破坏的特点:零件在接触应力的反复作用下,首先在表面或表层产生初始疲劳裂纹,然后再滚动接触过程中,由于润滑油被基金裂纹内而造成高压,使裂纹扩展,最后使表层金属呈小片状剥落下来,在零件表面形成一个个小坑,即疲劳点蚀。
疲劳点蚀危害:减小了接触面积,损坏了零件的光滑表面,使其承载能力降低,并引起振动和噪声。
疲劳点蚀使齿轮。
滚动轴承等零件的主要失效形式8、引入虚约束的原因:为了改善构件的受力情况(多个行星轮)、增强机构的刚度(轴与轴承)、保证机械运转性能9、螺纹的种类:普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹10、自锁条件:λ≤ψ即螺旋升角小于等于当量摩擦角11、螺旋机构传动与连接:普通螺纹由于牙斜角β大,自锁性好,故常用于连接;矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹因β小,传动效率高,故常用于传动12、螺旋副的效率:η=有效功/输入功=tanλ/tan(λ+ψv)一般螺旋升角不宜大于40°。
SolidWorks 2013机械设计基础及应用第3章

3.9.2 距离—距离倒角
(a)“距离—距离”【倒角属性管理器】的设置
(b)倒角特征
图3-48 距离—距离倒角的创建
3.9.3 顶点倒角
(a)“顶点”【倒角属性管理器】的设置
(b)顶点倒角特征
图3-49 顶点倒角的创建
3.9.4 倒角建模应用一—传动轴 3.9.5 倒角建模应用二—复合型 倒角实例
图3-6 【点属性管理器】
3.3 拉伸特征
3.3.1 拉伸凸台/基体
1.从(F) 2.方向1
图3-7 【拉伸属性管理器】
表3-1
不同终止选项下的拉伸结果
续表
续表
3.3.2 拉伸凸台/基体建模应用— 螺栓毛坯件 3.3.3 拉伸切除
表3-2
不同终止选项的拉伸切除结果
3.3.4 拉伸切除建模应用一— 螺母基体 3.3.5 拉伸切除建模应用二— 键槽
图3-2 【基准面属性管理器】
(a)点参考的设置
(b)线参考的设置
(c)面参考的设置
图3-3 参考设置
3.2.2 基准轴
1.一直线/边线/轴 2.两平面 3.两点/顶点 4.圆柱/圆锥面 5.点和面/基准面
图3-4 【基准轴属性管理器】
3.2.3 坐标系
图3-5 【坐标系属性管理器】
3.2.4 点
1.新建零件 2.拉伸特征创建双U形实体 3.创建圆角特征 4.创建抽壳特征
3.13 包覆
3.13.1 包覆
1.包覆参数 2.拔模方向 3.源草图
(a)“面”【圆角属性管理器】的设置
(b)面圆角创建结果
图3-44 面圆角的创建
(a)“完整”【圆角属性管理器】的设置
(b)完整圆角的创建结果
数控编程教程(共95张PPT)

第二节 数控编程常用的指令及其格式
主程序、子程序
在一个零件的加工程序 中,若有一定量的连续 的程序段在几处完全重 复出现,则可将这些重 复的程序串单独抽出来, 按一定的格式做成子程 序。
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第二节 数控编程常用的指令及其格式
码的程序段中有效; ● 模态M功能(续效代码):一组可相互注销的 M功
能,这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直 有效。
第三章 数控系统编程指令体系
模态 M功能组中包含一个缺省功能,系统上电时 将被初始化为该功能。
M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。 ● 前作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之前执行; ● 后作用 M 功能:在程序段编制的轴运动之后执行。
迹生成功能进行数控编程。
4.后置代码生成 后置处理的目的是形成数控指令文件,利用CAM系统提供的后置
处理器可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。
5.加工代码输出
第一节 数控编程的几何基础
1.1 机床坐标系 为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离,需要
在机床上建立一个坐标系,这个坐标系就叫做机床坐标系 1.2 机床坐标轴及其方向
常用地址码的含义如表所示
机能 程序号 顺序号 准备机能
坐标指令
进给机能 主轴机能 刀具机能
辅助机能
补偿 暂停 子程序调用 重复 参数
地址码
O N G X.Y.Z A.B.C.U.V.W R I.J.K F S T
M B
H.D P.X
I P.Q.R
意义
程序编号 顺序编号 机床动作方式指令 坐标轴移动指令 附加轴移动指令 圆弧半径 圆弧中心坐标 进给速度指令 主轴转速指令 刀具编号指令
机械类-数控编程基础

3、程序结束:程序结束是以 M02 或 M30 作 为整个程序的结束指令。
三、程序段格式
地址数字格式程序是目前国际上较为通用的一种程序 格式。
“字”:组成程序的最基本的单位。
即: 字母+符号+数字→指令字。
程序段:各种指令字组合而成的一行。
即:若干指令字→程序段。
一个完整的程序由程序号、程序内容和 程序结束三部分组成.
Z Y X
编程图例
O 0011 N1 G92 X10.0 Y5.0 Z50.0 N2 S200 T01 M03 N3 G90 G00 Z10.0 N4 G01 Z-5.0 F100 M08 N5 G91 G41 Y5.0 H01 N6 G01 Y8.0 N7 X10.0 N8 Y-8.0 N9 X-10.0 N10 G40 Y-5.0 M09 N11 Z50.0 N12 M02
2、首件试切
上述方法只能校验出运动轨迹是 否正确,不能检验被加工零件的精度 和表面质量。
因此,要进行首件试切,根据试切 情况,分析产生误差的原因,采取尺寸 补偿措施,修改加工程序。
3.3 数控编程方法
方法:手工编程
自动编程
➢手工编程:编程工作均由人工完成的过程称为手工编程。
适用于几何形状不太复杂、编程计算较简单、程序量不大的零 件。
将编写好的程序记录在控制介质上,通过不同 载体输入到机床的数控系统。
5、程序校验与首件试切
程序必须校验和首件试切才能正式使用。
1、程序轨迹校验
➢ 利用数控机床的空运行功能,观察刀具的运动轨 迹和坐标显示值的变化,校验数控程序。
➢ 在有CRT图形模拟功能的数控机床上,可通过模 拟轨迹对程序进行校验。
机械零件设计的C语言编程

这一问题涉及到怎样由计算机对各种机械零部件的设计进行校核;当校核不合格时.又怎样通过程序进行自动处理或者用人机对话的方法来处理。
2.机械零件设计的C语言编程
2.1数表的程序化
工程技术中的问题通常是很复杂的,有很多问题往往很难
用理论公式来表示,而是制成数表来表示。下面通过两个例子来
(1)齿轮齿数Z取为与计算值相近的整数,可用Z=(int)(Z)语句来实现。
(2)三角带根数Z取为整数,可用Z二(int) (Z一0.1)+1语句来实现。
例当Z=1.1时,圆整为Z=(int)(1.1-0.1)+1=1+1=2 ;
当Z=1.09时,圆整为Z二(int) (1. 09一0.1)+1=0+1=1。
(3)齿轮中心距a圆整为尾数为。或5,可用a=5* (int)((a+2)/5)语句来实现
例当a=42时,圆整为a=5*(int)((42+2)/5)=5*8=40 ;
当a=43时,圆整为a=5*(int)((43+2)/5)=5*9=45。
(2)设实际轴径为dd,首先用条件语句判定轴径的界限,然后再检取键宽bb,键高hh。
if (dd<=d[I]){bb=b[I];hh=h[I];}
(3)应当指出,当实际轴径d超出表1.3的范围时,不能使用该程序段。可以用两个条件语句来限定:
if (dd <6)exit (0);
if (dd> 85)exit (0);
{ int d[ 13],b[13],h[13],I, j=0;
int data[40]={ 8, 2, 2, 10, 3, 3, 12, 4, 4,…,85, 22,14 );
机械原理课程设计编程说明书二

机械原理课程设计编程说明书二机械原理课程设计编程说明书设计题目:压床连杆机构的设计及运动分析(方案二)指导教师:设计者:学号:班级:液压班2013年7月1日xx工程技术大学机械原理课程设计任务书(三)姓名专业液压班级学号一、设计题目:压床连杆机构的设计及运动分析角3ϕ'、3ϕ'',滑块的冲程H,比值CECD、EFDE,各构件重心S的位置,曲柄每分钟转数1n。
四、原始数据连杆机构的设计及运动分析mm° mm min r1x 2x y 3ϕ' 3ϕ'' H CECDEF DE1n2BS BC3DS DE60 170 260 60 120 1801/2 1/490 1/2 1/2五、要求:1)设计连杆机构,作机构运动简图(选择适当的比例尺)、机构两个位置的速度多边形和加速度多边形、滑块的运动线图(位移、速度和加速度曲线)。
2) 用C 语言编写程序对机构进行运动分析,并打印出程序及计算结果。
3)编写出设计计算说明书。
指导教师:郝志勇 席本强 开始日期:2011年 6月26日 完成日期:2011年7月 1 日目 录一 设计任务及要求………………………………………… 二 数学模型的建立…………………………………………三 程序框图 ………………………………………… 四 程序清单及运行结果……………………………… 五 设计总结 …………………………………………… 六 参考文献 …………………………………………… 七 附录(中期检查报告)…………………………一 设计任务及要求任务:连杆机构的设计及运动分析已知:中心距X1=60mm ,X2=170mm ,Y=260mm 。
构件3的上、下极限Φ=60、Φ/=120,滑块的冲程H=180mm ,比值CE/CD=1/2,EF/DE=1/4,各构件S 重心的位置,曲柄每分钟转速N1=90r/min 。
要求:1)建立数学模型;2)用C 语言编写计算程序、并运行;3)绘制从动件运动规律线图,并进行连杆机构的动态显示;4)用计算机打印出计算说明;二 数学模型的建立4321=--+Z Z Z Z(1)按复数式可以写成)sin (cos )sin (cos )sin (cos )sin (cos 44332211=+-+-+++θθθθθθθθi d i c i b i a 由于4=θ,上式可简化为)sin (cos )sin (cos )sin (cos 332211=-+-+++d i c i b i a θθθθθθ (2)根据(2)式中实部、虚部分别相等得cos cos cos 321=--+d c b a θθθ(3)sin sin sin 321=-+θθθc b a(4)由(3)、(4)式联立消去θ2得)cos 2(sin )sin 2(cos )2cos 2(122223131θθθθθad ac cd ac b d c a --++=+-(5) 令:θθθ1222211111cos 2,sin 2,2cos 2ad ac cd ac b d c a N M L --++==-=,则(5)式可简化为N M L 13131sin cos =+θθ (6) 解得之M L LM L N11arcsin11arcsin 2212213+-+=θ(7)同理,根据(3)、(4)式消去θ3可解得M L LM L N22arcsin22arcsin2222222+-+=θ (8)其中:θθθ1222211212cos 2,sin 2,2cos 2ad ab bd ab b d a c N M L +---==-=(7)(8)式为c 、b 杆的角位移方程。
基于NX平台的二次开发习题解答

基于UG平台的二次开发习题解答工学院优集学院二○一○年二月基于NX平台的二次开发课程习题解答课程代码:22021021学时数:32适用专业:机械设计制造及其自动化第1章二次开发应用初步1、创建一个“Hello,你的”消息对话框。
要求:利用UG自带的向导创建二次开发工程项目;利用单按钮消息对话框(UC1601())创建“Hello”加你的。
源程序:extern"C"DllExport void ufusr( char *parm, int *returnCode, int rlen ){/* Initialize the API environment */int errorCode = UF_initialize();if ( 0 == errorCode ){/* TODO: Add your application code here */uc1601("Hello, 你的",1);/* Terminate the API environment */errorCode = UF_terminate();}/* Print out any error messages */PrintErrorMessage( errorCode );}第2章二次开发应用框架1、创建圆柱体要求:创建一个Win32项目,并设置工程项目的属性,使其能够编译UG 二次开发工程项目;创建基本体素特征圆柱体。
源程序:#include<stdio.h>#include<uf.h>#include<uf_defs.h>#include<uf_modl.h>static void do_ugopen_api(void){UF_FEATURE_SIGN sign = UF_NULLSIGN;double cyl_orig[3] = {0.0,0.0,0.0};char *cyl_height="100";char *cyl_diam="100";double direction[3]={-1,0,0};tag_t cyl_obj;UF_MODL_create_cyl1(sign, cyl_orig, cyl_height,cyl_diam,direction, &cyl_obj);}extern void ufusr( char *param, int *retcode, int rlen ){if((UF_initialize())!=0)return;do_ugopen_api ();UF_terminate();return;}extern int ufusr_ask_unload(void){return(UF_UNLOAD_IMMEDIATELY);}extern void ufusr_cleanup(void){return;}2、创建一个凸台要求:凸台高H为你的学号,下底面直径B _diam为高h的两倍,上底面直径T _diam与高h相等。
机械制图编程知识点总结

机械制图编程知识点总结机械制图编程是指利用计算机编程技术,对机械制图进行处理、设计和分析的过程。
它是将计算机技术与机械制图知识相结合,实现自动化的设计和制图,提高效率和精度。
本文将从机械制图编程的基础知识、常用工具和技术、主要编程语言以及应用领域等方面进行总结,并介绍一些相关的案例和趋势。
一、基础知识1.1 机械制图基础知识机械制图是一种用图形符号来表达和传递物体形状、大小、结构和工艺要求的技术语言。
它是机械工程设计和制造的重要手段,包括平面图、立体图、剖视图、细节图、装配图等,通常采用国际标准化组织(ISO)的标准符号和规范。
1.2 计算机辅助设计(CAD)CAD是指利用计算机进行设计和制图的技术,是机械制图编程的基础。
CAD软件可以实现各类机械制图的绘制、编辑、存储和打印,提高设计效率和精度。
目前,主流的CAD软件包括SolidWorks、AutoCAD、Pro/Engineer等。
1.3 数字化制造(CAM)CAM是指利用计算机辅助数控编程技术,将CAD制图转化为数控机床或加工中心的加工程序,实现自动化数控加工。
CAM软件可以根据CAD制图自动生成加工路径、刀具路径和加工代码,减少编程人员的工作量,提高加工精度和效率。
1.4 机械制图编程的基本原理机械制图编程的基本原理是将CAD绘图和CAM加工相结合,通过编程技术实现自动化设计和加工。
主要包括CAD绘图数据的处理、加工路径的生成和数控编程的优化。
二、常用工具和技术2.1 CAD制图技术CAD制图技术是机械制图编程的基础,主要包括绘图命令、图层管理、尺寸标注、标准件库、零件装配和工程图纸的编辑等功能。
CAD软件可以根据用户需求进行自定义设置,提高绘图的效率和精度。
2.2 CAM加工技术CAM加工技术是机械制图编程的重要组成部分,主要包括加工路径的生成、刀具路径的规划、工艺参数的设置和数控编程的优化等功能。
CAM软件可以根据零件的几何数据和加工要求,自动生成加工程序,实现自动化数控加工。
工程机械CADCAM课后习题答案

第一章概述1.简述产品设计制造的一般过程。
答:CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统,它主要研究对象描述、系统分析、方案优化、计算分析、工艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和工程方法,输入的是产品设计要求,输出的是零件的制造加工信息。
2.简述CAD/CAM技术的概念、狭义和广义CAD/CAM技术的区别与联系。
答:CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础,综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论、电子技术等学科知识,以工程应用为对象,实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。
区别:广义的CAD/CAM技术,是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程,及与之直接和间接相关的活动;狭义的CAD/CAM技术,是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系:广义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3.传统的设计制造过程与应用CAD/CAM技术进行设计制造的过程有何区别与联系?答:区别:传统的设计与制造方式是以技术人员为中心展开的,,产品及其零件在加工过程中所处的状态,设计、工艺、制造、设备等环节的延续与保持等,都是由人工进行检测并反馈,所有的信息均交汇到技术和管理人员处,由技术人员进行对象的相关处理。
以CAD/CAM^术为核心的先进制造技术,将以人员为中心的运作模式改变为以计算机为中心的运作模式,利用计算机存贮量大、运行速度快、可无限期利用已有信息等优势,将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在一起,使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展,与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理,技术人员通过计算机这一媒介实现整个过程的有序化和并行化。
联系:制造过程的各个环节基本相同。
4.简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。
机械零件设计基础培训教材

机械设计课程的特点
性质:是一门重要的设计性的技术基础课,是初步掌握机 械设计能力的必然环节。
研究内容:通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设 计计算。
目的:
1、初步具备一般通用机械零部件设计计算的能力。
2、综合运用本课程和其他先修课程的知识,设计机械传 动装置和一般机械。
二、工艺性能的要求
工艺要求
在满足使用性能的前提下,尽量选用低价格的材料,减少材料的消耗,是零件材料选择的主要原则。
各种材料的化学成分和力学性能可在相关国标、行标和机械设计手册中查得。
为了材料供应和生产管理上的方便,应尽量缩减材料的品种。
有限寿命区间内循环次数N与疲劳极限σrN的关系为:
式中, σr、N0及m的值由材料试验确定。
N—应力循环次数,
N = 60 n th ɑ
用疲劳曲线求疲劳极限σrN的方法:
kN— 寿命系数
有限寿命区(N<N0)疲劳极限:
无限寿命区(N≥N0)疲劳极限:σrN = σr , kN = 1
几点说明:
经验设计
根据实践中归纳出的经验公式和经验数据进行设计,缺乏创新。
模型实验设计
把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机进行实验。用于大型、复杂零件的设计。
如:飞机、桥梁的风洞实验。
现代设计方法:
优化设计
对工程实际问题进行抽象,建立数学模型,用优化方法求解,得出最佳设计结果。
二、机械零件的工作能力及计算准则
零件的工作能力 — 是指在一定的运动、载荷和环境情况下,在预定的使用期限内,不发生失效的安全工作限度。
二)机械零件的主要失效形式
过大弹性变形——零件的刚度不够引起
塑性变形——工作应力超过材料的屈服极限σS引起
机械手及控制系统设计

.河北工程大学课程设计指导说明书课程题目: 机械手及控制系统设计专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班**: **学号*************: ***目录第一章绪论1.1 题目要求。
3 1.2 题目概况。
3 1.3 气动机械手。
3 1.4 气动机械手的发展趋势。
3 1.5 课题的现实意义。
4第二章气动机械手的操作要求及功能2.1 机械手移动动作示意图。
5 2.2 机械手操作面板图。
5 2.3 机械手的输入\输出信号定义图。
6 2.4 机械手顺序动作的要求。
6第三章机械部分设计3.1 气动搬运机械手的结构。
8 3.2 机械手的主要部件及运动。
8 3.3 驱动机构的选择。
9 3.4 机械手的技术参数列表。
9 3.5 气动回路的设计。
9 3.6 末端执行器的设计。
10 3.7 升降手臂的设计。
12 3.8 平移手臂的设计。
14第四章机械手控制设计4.1 PLC的简介。
16 4.2 PLC的应用领域。
16 4.3 PLC的系统组成。
16 4.4 PLC的定义及选择。
174.4.1 机械手传送系统输入点和输出点分配表。
174.4.2 原理接线图。
184.4.3 控制程序流程图。
19 4.5 机械手控制软件设计。
214.5.1 控制系统程序。
214.5.2 手动单步操作程序。
214.5.3 机械手系统梯形图。
234.5.4 语句表程序设计。
24第五章课程设计总结第一章绪论机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备,它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务。
在构造和性能上兼有人和机器的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
1.1 题目要求题目:机械手及控制系统设计要求:机械手的各动作由气缸驱动,并由电磁阀控制1.2 题目概况机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛,主要用于搬动或装卸零件的重复动作,以实现生产自动化。
UG NX 12.0机械设计教程(高校本科教材)_PPT教案第3章 零件设计

2.部件导航器的显示操作
部件导航器对识别模型特征是非常有用的。在部件导航器 窗口中选择一个特征,该特征将在图形区高亮显示,并在 部件导航器窗口中高亮显示其父特征和子特征。反之,在 图形区中选择一特征,该特征和它的父/子层级也会在部 件导航器窗口中高亮显示。
3.在部件导航器中编辑特征
在部件导航器中,有多种方法可以选择和编辑特征,在此 列举两种。
图3.4.14 添加“加材料拉伸特征”
减材料拉伸特征
图3.4.17 添加“减材料拉伸特征”
3.5 旋转特征
• 3.5.1 旋转特征简述 • 3.5.2 矢量 • 3.5.3 创建旋转特征的一般过程
3.5.1 旋转特征简述
旋转特征是将截面绕着一条中心轴线旋转而形成的特征 (图3.5.1)。 选择“插入”|“设计特征”|“旋转”命令,即可创建旋转特 征。
打开文件D:\dbugnx12.1\work\ch03.08\section.prt,打开后, 模型如图3.8.1所示,在与之相应的模型树中,圆括号内的 时间戳记跟在各特征名称的后面,如图3.8.2所示。部件导 航器主面板有两种模式:“时间戳记次序”模式和“设计 视图”模式,如图3.8.3和图3.8.4所示。
3.1.1 新建文件
图3.1.1 “新建”对话框
3.1.2 文件保存
1.保存 在UG NX 12.0中,选择下拉菜单“文件”|“保存”命令, 即可保存文件。 2.另存为 选择下拉菜单“文件”|“另存为”命令,系统弹出图3.1.2所 示的“另存为”对话框。可以利用不同的文件名存储一个 已有的部件文件作为备份。
3.3.2 布尔求和操作
布尔求和操作用于将刀具体和目标体合并成一体,如
图3.3.1所示。
选择下拉菜单“插入”|“组合”|“合并”命令,弹出图 3.3.2所示的“合并”对话框。 用户可以通过此对话框进行 求和操作。
机械设计编程基础

第 机械设计编程基础2.1 编程和图表处理的基本方法一、编制机械设计计算程序的基本方法(1) 设计数据(2) 表格、线图及标准规范 (3) 算法设计[]p p dlhTσσ≤=4 式中,T 为转矩;h 为键高度;l 为键的工作长度;[σp ]为轮毂的许用挤压应力。
图1 平键联接的受力情况b ≈h/2h Lbddl表1 平键(摘自GB1096-90) 轴径 mm d mm b mmh自6~8 2 2>8 ~10 3 3 >10~12 4 4>12~17 5 5>17~22 6 6>22~30 8 7 >30~38 10 8>38~44 12 8>44~50 14 9dT开始输入:YBP l d T ,,,根据d 检索出h)/(4dlh T BP = ?YBP BP ≤输出:满足强度条件输出:不满足强度条结束二、设计图表处理的基本方法1.表格(手册中的)分为两类:⎩⎨⎧..:;:着某种联系表格中的数据之间存在列表函数任何联系表格中的数据之间没有数表2.表格处理的基本方法:(1) 表格的程序化:将数表中的数据以数组形式存储和检索,直接编在解题的程序中。
(2) 表格的公式化:对于列表函数,可用曲线拟合的方法形成数学表达式并直接编于程序中。
2-2 设计数表的处理一、表格的程序化1. 数表一维(元)数表:所查取的数据只与一个变量有关的数表; 二维(元)数表:所查取的数据与两个变量有关的数表; 它们均可用一维和二维数组的形式存入计算机,以备程序使用。
一维(元)数表程序化示例1 :int I;float GAMA[ ] ={ 7.87,7.85,8.30,7.75}; printf( “1. 工业纯铁\ n”); printf( “1. 钢材\ n”); print f( “2. 高速钢\ n”); printf( “3. 不锈钢\ n”); printf( “选择材料类型:”); scanf( “ % d”,&I); printf( “3. 不锈钢\ n”);printf( “材料的密度:% f\ n”,GAMA[I -1]);表2 材料的密度材 料 密度 / (g.。
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第三章 机械设计编程基础2.1 编程和图表处理的基本方法一、编制机械设计计算程序的基本方法(1) 设计数据(2) 表格、线图及标准规范 (3) 算法设计[]p p dlhTσσ≤=4 式中,T 为转矩;h 为键高度;l 为键的工作长度;[σp ]为轮毂的许用挤压应力。
表1 平键(摘自GB1096-90) 轴径 mm d mm b mmh自6~8 2 2>8 ~10 3 3 >10~12 4 4>12~17 5 5>17~22 6 6>22~30 8 7 >30~38 10 8>38~44 12 8>44~50 14 9二、设计图表处理的基本方法1.表格(手册中的)分为两类:⎩⎨⎧..:;:着某种联系表格中的数据之间存在列表函数任何联系表格中的数据之间没有数表2.表格处理的基本方法:(1) 表格的程序化:将数表中的数据以数组形式存储和检索,直接编在解题的程序中。
(2) 表格的公式化:对于列表函数,可用曲线拟合的方法形成数学表达式并直接编于程序中。
2-2 设计数表的处理一、表格的程序化1. 数表一维(元)数表:所查取的数据只与一个变量有关的数表; 二维(元)数表:所查取的数据与两个变量有关的数表; 它们均可用一维和二维数组的形式存入计算机,以备程序使用。
一维(元)数表程序化示例1 :示例2 :int I;float GAMA[ ]={ 7.87,7.85,8.30,7.75}; printf( “1. 工业纯铁\ n”); printf( “1. 钢材\ n”); printf( “2. 高速钢\ n”); printf( “3. 不锈钢\ n”); printf( “选择材料类型:”); scanf( “ % d”,&I); printf( “3. 不锈钢\ n”);printf( “材料的密度:% f\ n”,GAMA[I -1]);表2 材料的密度材 料 密度 / (g.。
cm -3)工业纯铁 7。
87 钢 材 7。
85 高 速 钢 8。
30 不 锈 钢 7。
75上表为4种材料,12种热处理规格,而每一种规格包含4种机械性能指标: 11,,,--τσσσS B 。
若给每一种机械性能确定一个标识符,则该表可由以下4个 一维数组表示:[][][][]11,,2,1,011,,2,1,011,,2,1,011,,2,1,011 =------=------=-----=-------I I TAU I I SGM I I SGMAS I I SGMAB S B τσσσ二维(元)数表程序化示例1:表3 齿轮传动的工作情况系数用条件语句编制程序就会显得冗长,故可采用3×3的数组WK[3][3]。
有关程序如下:Int I,JFloat WK[ ] [3] = {1,1.25,1.75,1.25,1.5,2,1.5,1.75,2.25}; Printf ( “ 原动机工作情况:\ n”) ; Printf ( “ 1. 工作平稳\ n”) ; Printf ( “ 2. 轻度冲击\ n”) ; Printf ( “ 3. 中度冲击\ n”) ;Printf ( “ 请选择序号:\ n”) ; Scanf (“ % d”, &I);Printf ( “ 工作机工作情况:\ n”) ; Printf ( “ 1. 平稳载荷\ n”) ; Printf ( “ 2. 中等冲击\ n”) ; Printf ( “ 3. 严重冲击\ n”) ;Printf ( “ 请选择序号:\ n”) ; Scanf (“ % d”, &J);Printf ( “ 工况系数:% f\ n”, WK [I -1] [j-1]) ;2. 列表函数使用这类列表函数时,需要用插值的方法来检索数据。
列表函数如下:表4 蜗杆传动的相对滑动速度v 与当量摩擦系数μ之间的关系()i i i i i i x x x x y y y y ---+=--11有关线性分段插值的程序为分段线性插值的算法框图:检索表4当量摩擦系数的程序段: Int n=14 floatx_vs[]={ 0.01,0.05,0.10,0. 25,0.50,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.0,5.0,8.0,10.0 };float Y_Mv [ ] = { 0.110,0.090, 0.080,0.065,0.055,0.045,0.040,0.035,0.030,0.028,0.024,0.022,0.018,0.016 }; float v_s,M_v ;float lineinsert ( float *sx,float *sy,int n, float inp); v_s = 1.24;m_V= lineinsert( x_VS,Y_Mv,n,v_s );float lineinsert ( float *sx, float *sy, int n, float inp ); { int i;float outp;for ( I=1;i<n-1;i++ ) if ( inp<sx [ i ] break;outp = sy[ i ] + ( sy[ i ] - sy[ i-1] ) * (inp – sx[ i ] ) / (sx[ i ] - sy[ I-1 ] );return ( outp ) ; }二、表格的公式化表6 列表函数为建立该数表的函数关系多项式,工程中通常采用数据的曲线拟合方法:最小二乘法。
最小二乘法基本原理:使结点处的偏差平方和[])(2∑=∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∑=-=-=m 0i 2m 0i n 0k i y )i (x k P k a 2)i y i (x n S T最小,这里的.(x)的多项式是k P k由于是已知的一组数据i i y ,x ,因此(2)式的T 可看作是多项式)(x S n 中 的待定系数),,,(n k a k 21=的函数。
可表示为),,,(n a a a T T 10=yOx求出上式中T 为极小时的n ααα,,, 10值带入式(2)中,所得多项式)(x S n 就是与原函数(曲线)各结点处偏差平方总的极小时的拟合多项式。
因此,这类曲线拟合问题最终是一个多元函数求极值的问题。
要使∑∑==⎥⎦⎤⎢⎣⎡-α=ααα=m i nk i i k k n x f x P T T 02010)()(),,(为极小,而n ααα,,, 10必须满足n s Ts,,, 100==α∂∂即222000=-α=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-α=α∂∂∑∑∑∑∑=====)()()()()()()(i s mi i i s n k i k m i k i s m i nk i i k k sx P x f x P x P x P x f x P T 若定义离散性函数内积∑==mi i i x p x f p f 0则),()(),(可得方程组()n s P f P P sksk,,,),(, 10==α∑若写成矩阵形式⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ααα⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡),(),(),(),(),(),(),(),(),(),(),(),(n n n n n n n n P f P f P f P P P P P P P P P P P P P P P P P P1010101110101000 如果)(x P k 是关于点集{}()m i x i ,,, 10=的正交多项式,那末,由正交多项式的正交性,即当 q t ≠时()0=q i p p ,。
则上述矩阵形式可简化为这样一来,多项式)(x S n 的待定系数k α可由下式求得⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡ααα⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡),(),(),(),(),(),(n n n n P f P f P f P P P P P P 10101100n k x P x P x f P P P f mi ik mi i k i k k k k ,,,)]([)()(),(),( 10020===α∑∑==关于点集{}),,,(m i x i10=的正交多项式)(x P k 可由下式构造:⎪⎩⎪⎨⎧=--=-==-+nk x P C x P b x x P x P b x x P x P k k k k k ,,,)()()()()()()()( 211110010式中,121121011-==-==--n k P P P P C n k P P xP P b k k k k k k k k k k ,,,),(),(,,,,),(),(示例:用二次多项式)(x S n 根据最小二乘法来拟合表7中的数据。
过程如下: (1)构造关于点集{}),,,,(43210=i x i的正交多项式:10=)(x P3315140404020402000000=====∑∑∑∑====i i i i i i i i x x P x P x P P xP P b )]([)]([),(),(3001-=-=x x P b x x P )()()(2510134424020402100111==-===∑∑∑∑====i i ii ii ix x P x P P P P P c )()]([)]([),(),(310303342402421402111111==--===∑∑∑∑====i i i iii i i ii x x x x P x P x P P xP P b )()()]([)]([),(),( 7623320112+-=---=--=x x x x x P C x P b x x P ))(()()()()((2) 求)(x S 2的待定系数:265311404040204000000.)]([)(),(),(=====α∑∑∑∑====i i i i ii i i f x P x P f P P P f25110512334024040214011111..)()()]([)(),(),(==--===α∑∑∑∑====i ii i i i i i i i x x f x P x P f P P P f03570145076764022440224022222..)()()]([)(),(),(==+-+-===α∑∑∑∑====i ii i i i i i i i i i x x x x f x P x P f P P P f于是,所求拟合多项式为2233110020357003581699927603570325126xx x x x x P x P x P x S y ...)(.)(..)()()()(++=+-+-+=α+α+α==通常,拟合一组数据的多项式次数n 越高,则精度越高,但是计算量也会越大。