第三章-计算机数据处理技术

线图的离散化处理 线图的公式化处理
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3.2.1线图的离散化处理
为了将曲线图变换成数表，可将曲线进行分割离散， 用这些分割离散点的坐标值列成一张数表
当变位系数x=0，渐开 线齿轮的当量齿数 Zv 和齿形系数 Y 之间的关 系曲线
分割离散的原则： 各分割点间的函 数值相差不大
渐开线齿轮的当量齿数和齿形系数的关系
轻度冲击 中等冲击
i=0
i=1 i=2
1.00
1.25 1.50
1.25
1.50 1.75
1.75
2.00 2.25
现用i=0~2及j=0~2分别代表原动机和工作机不 同的载荷特性，用一个二维数组ka[3][3]记载表 中的系数
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检索齿轮传动工况系数的C程序：

Y(1,N)
Y(2,N) Y(3,N) Y(4,N) Y(5,N) Y(6,N) 1.98 2.07 2.19 2.32 1.9 1.97 2.05 2.15 2.26
1.86
1.90 1.96 2.03 2.12 2.22
1.87
1.91 1.97 2.02 2.1 2.2
1.88
1.92 1.96 2.02 2.08 2.16
计算机辅助设计与制造 例3：轴肩圆角处理论应力集中系数α表的处理
决定系数α值的有两个自变量，即r∕D2 和 D1∕D2，这是一个二维查表问题 。 这个查表问题的特殊之处是两个自变量及系数α均是连续量，因此必须采 用函数插值。定义aa[6][10]储存α，dd[10]储存D1∕D2 的比值，定义rd[6] 储存r∕D2的比值 。
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计算机辅助设计与制造 2.二维数表 定义：需由两个已知条件才能确定一个未知数据的表格，称为二维数表。 例2：将表中的齿轮传动工况系数进行数组化处理。
齿轮传动工况系数KA
工作机载荷特性
原动机 载荷特性 工况系数
工作平稳 j=0
中等冲击 j=1
较大冲击 j=2
Ka[i][j]
工作平稳
公称尺寸M M4 M5 M6 M7 6.0 M8 M9 M10 8.5 M12 M14 M16 13.9 M18 M20
底孔尺寸d 3.3 4.2 5.0
6.7 7.7
10.2 11.9
15.4 17.4
数表程序化的C语言初始化赋值语句： float m[12]={ 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20 }; float d[12]={3.3 ,4.2 ,5.0 ,6.0,6.7,7.7,8.5,10.2,11.9,13.9 ,15.4,17.4 }; 若已知螺孔公称尺寸 m[i]，就可相应的检索出螺孔底孔尺寸 d[i]
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数组化：将数据以一定的形式直接存放于程序中，再 根据已知条件自动检索和调用所需数据。 文件化：当数据量很大时不便于用数组处理，将数 据存入扩展名为.DAT的数据文件中，需要数据时，由 程序来打开文件并读取数据。 公式化：将数表或线图转化为公式编入程序，再根 据已知的数据计算出所需的数据。 数据库管理：将数据存放到数据库中，可以克服文 件化处理的不足。
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2.用程序生成顺序文件
如用Turbo C语言编程建立上述数据文件。 main() { int i; float a[24]={4,5, ……20,3.3,4.2,5.0,……，15.4,17.4}； FILE *fp; fp=fopen(“AA.DAT”,”w”); for(i=0;i<12;i++) fprintf(fp,”%f”,a[i]); fprintf(fp,”\n”); for(i=12;i<24;i++) fprintf(fp,”%f”,a[i]); fclose(fp); }
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3.文件的读取和检索
C编程如下： main() { int I,m[12],m1; float d[12]； FILE *fp; fp=fopen(“AA.DAT”,”r”); for(i=0;i<12;i++) fscanf(fp,”%d”,&m[i]); for(i=0;i<12;i++) fscanf(fp,”%f”,&d[i]); fclose(fp);
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#include <stdio.h> main() { float m[12]={4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20}; float d[12]={0.1,0.2,0.3,6.0,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,1.1,1.2}; int i; float a; printf("请输入公称直径:" ); scanf(“%d”,&a); for(i=0;i<12;i++) { if(a==m[i]) { printf("你检索的为%f",d[i]); break; } } if(i==12) printf("无此数据"); }
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方式的选择原则：有利于提高CAD/CAM系统 的工 作效率，降低开发的成本。
方式的选择依据：根据CAD/CAM系统的性质及数 据处理的规模大小来确定。
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3.1.1 数表的数组化
1.一维数表
定义：只由一个已知变量查取所需数据的表格，称为一维数表 例1：将表中为标准螺孔底孔尺寸进行数组化处理 标准螺孔底孔尺寸


#include <stdio.h> main() { int i,j; float ka[3][3]={{1.0,1.25,1.75},{1.25,1.5,2.0},{1.5,1.75,2.25}}; while(1) { printf(“请输入原动机的载荷特性(0,1,2): ”); scanf（“%d”，&i）; if(i>=0&&i<=2) break; } while(1) { printf(“请输入工作机的载荷特性(0,1,2): ”)； scanf（“%d”，&j）; if(j>=0&&j<=2) break; } printf(“您检索的齿轮工况系数为%f,”,ka[i][j]); }
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1.用编辑软件产生顺序文件
标准螺孔底孔尺寸
公称尺寸M M4 M5 M6 M7
6.0
M8
M9 M10 M12
8.5
M14
M16
13.9
M18
M20
底孔尺寸d 3.3 4.2 5.0
6.7 7.7
10.2 11.9
15.4 17.4
如用EDIT.COM全屏幕编辑软件或用写字板输入数据， 保存为AA.DAT 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 3.3 4.2 5.0 6.0 6.7 7.7 8.5 10.2 11.9 13.9 15.4 17.4
2.49
2.67 2.89 3.17 3.48
2.42
2.56 2.74 2.97 3.22
2.36
2.48 2.63 2.83 3.05
2.32
2.43 2.56 2.72 2.91
2.25
2.35 2.46 2.58 2.73
2.22
2.30 2.39 2.49 2.60
2.19
2.25 2.34 2.43 2.52
数表公式化处理方法：函数插值
曲线拟合
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渐开线齿轮的齿形系数
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渐开线齿轮当量齿数和齿形系数的关系
序 号 变形系数 x N 齿形系数 Y(M,N) 12 14 16 18 22 26 30 40 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9
当 量 齿 数 Zv (N)
X=1
X=0.9 X=0.8 X=0.7 X=0.6 X=0.5
float dd[3]={125,400,800,}; float mn[6]={3.5,6.3,10,16,25,40}； float ff[3][6][9]= { {{2.1,2.6, …,22},{2.4,3.0,…,32},{2.5,3. 4,…,36}}, {{2.4,3.0,…,28},{2.5,3.2,…,36},{…},{… },{3.4,…,71}}, {{2.6,3.4,…,40},{…},{…},{…},{4.5,…,1 12}} }；
2.15
2.20 2.26 2.33 2.40
2.13
2.17 2.21 2.26 2.32
…… X=0.1
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缺点：转换后的数表只能表示曲线上 有限点处的变量关系，若要查找 曲线上任意点处的变量值，要用 插值方法。
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3.2.2线图的公式化处理
数据间存在某些联系或函数关系的列表函数 应尽量进行公式化处理，充分利用计算机高 速计算功能
计算机辅助设计与制造 3.多维数表 定义：由两个以上已知条件确定一个未知数据的表格，称为多维数表。 例4：将表中的齿形公差进 行数组化处理。
决定ff值的变量有d、mn和精
度等级。定义ff[3][6][9]齿形公差， dd[3]储存d 的上界值，定义 mn[6]储存法向模量的上界值 。 整型变量i来标识齿轮精度等级。
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3.1 数表的计算机处理技术
CAD/CAM中需要将各种表格数据和曲线图表编入 程序预先存入计算机中，以便设计时由程序自动检索 和调用，提高设计的自动化程度 这就涉及各种计算机数据处理技术 设计数据或资料的计算机常用处理方法：

数表的数组化 数表的文件化
数表的公式化
数据库管理
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数组化处理
特点：程序与数据结合在一起。 缺点：数据无法共享，增大程序的长度。
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3.1.2 数表的文件化
数据量很大， 用数组不便于 处理，可将数 表中（含线图 离散化而成数 表）的数据， 存入数据文件 或数据库中， 数据独立于应 用程序 使用时通过 检索程序查询 和调用所需数 据
当量齿数Zv 齿形系数Y 12 14 16 18 22 26 30 40 50
3.48 3.22 3.03 2.91 2.73 2.60 2.52
2.40 2.32
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把变位系数 x 取不同数 值时所对应的曲线都画在 同一坐标平面内，就得到 不同 x值时当量齿数 Zv与 齿形系数 Y 之间的关系曲 线图 每条曲线可变换成一张 一维数表，则m条曲线的 线图就可变换成m张一维 数表，这些数表组合在一 起就是一张二维数表
1.90
1.93 1.97 2.01 2.07 2.14
1.91
1.93 1.97 2.01 2.06 2.12
1.93
1.95 1.98 2.02 2.05 2.10
1.95
1.97 1.99 2.02 2.05 2.09
X=0.4
X=0.3 X=0.2 X=0
Y(7,N)
Y(8,N) Y(9,N) Y(10,N) Y(11,N)
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fprintf(”请输入公称尺寸m1:”); scanf(“%d”,&m1); for(i=0;i<12;i++) { if(m[i]==m1) { printf(“您检索的底孔直径是:f%”,d[i]); break; } } if(i==12) printf(“\n输入数据错误！”); }
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文件化处理
特点：数据与程序作了初步的分离，实现了有 条件的数据共享。 缺点：（1）文件只能表示事物本身，不能表 示事物之间的联系。 （2）文件较长。 （3）数据与应用程序之间任有依赖。 （4）安全性和保密性差。
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3.2 线图的计算机处理技术
设计资料中，常用部分由直线、折线或各种曲线构成 线图直观地表示出参数间的函数关系 线图不能直接存储，需进行计算机化处理 一般做法： ① 若能查到线图原有的公式，将公式编写到程序中； ② 将线图离散为数表，然后将数表进行程序化处理； ③ 用曲线插值或拟合的方法求出线图的近似公式，再 将公式编写到程序中。
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第三章 计算机数据处理技术
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本章

学习目标
学会采用适当方式处理工程设计 中不同形式数据 了解数据管理几种方法的特点 掌握数据库的基础知识

重点：数据处理技术 数据库管理基础知识
计算机辅助设计与制造
学习内容
1. 2. 3.
数表的计算机处理技术 线图的计算机处理技术 数据库基本原理与应用