第二章 工程数据的计算机处理
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2.1.1数表的分类
按数据间有无函数关系分类
机械设计中所用到的数表是各种各样的，一般可 根据表中各数据间有无函数关系和表格的维数 这两种方法进行分类。 (1)常数数表 这种数表中记载的供设计用的一组数 据，彼此之间没有—定的函数关系。例如各种 材料的力学性能、齿轮的标准模数系列、V带轮 的计算直径系列，各种材料的密度等。
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用Turbo C语言编程如下： main() { int i,Z1,ip=20; int Z[14]={9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35}; float K[14]={0.446,0.555,0.667,0.775,0.893,1.00,1.12,1.23, 1.35 , 1.46,1.58,1.70,1.81,1.94}; printf(“请输入链轮齿数Z1：”); scanf(“%d”, &Z1); for(i=0;i<14;i++) if(Z[i]==Z1) { ip=i; } if(ip<20) printf(“\n当Z=%d时，K=%f”, z[ip],k[ip]); else printf(“\n输入错误！”); }
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C语言文件类型的常用指令表
功能 文件指针 打开文件 恢复指针 定位函数 写文件 读文件 文尾函数 关闭文件 命令格式 FILE 文件指针; fopen(文件指针,打开方式); rewind(文件变量); fseek(文件指针,位移,起点); fwrite(变量,大小,个数,文件指针); fread(变量,大小,个数,文件指针); feof(文件指针); fclose(文件指针); 解释 声明一个文件指针变量 打开文件，指针恢复到开头 指针恢复到开头 移动文件位置指针到指定的位置上 将变量值写入文件分量 读文件分量值赋给变量 判断所读文件结束时为 ture 将文件关闭
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Leabharlann Baidu
(2)列表函数数表 数表中的数据之间存在某种函数关系。 这种数表的来源可以分为两类： 一类是本来就有精确的计算公式或经验公式，但是由 于解析式太复杂，为了方便进行手工设计．将其制 成表格供设计人员查用； 另一类是本来就没有公式，数表是以试验所得的离散 数据作为依据制作的。 对第一类数表，能找到原始解析式的，要求找到原 来的理论计算公式或经验公式，编入应用程序进行 计算．这种办法最简单，结果也很精确。对于一时 难于找到原始解析式的数表或原来就没有解析式的 第二类图表，则应进行相应的程序化处理。
第二章 工程数据的计算机处理
2.1 概述 在CAD／CAM过程中，常常要参照各种标准和规范，根 据一系列相关数据资料、图表、实验曲线来选用所需的数 据。在传统的手工设计时，这些标准资料是通过技术人员 查手册等工具书获得的，查阅起来既费时．又容易出错。 而在CAD／CAM中，就要将这些资料作适当的处理并预 先存入计算机，以便在设计时由计算机按要求自动检索和 调用；或在程序编制过程中融于其中，将其程序化．随着 程序的运行，自动选用，加工处理。这是CAD／CAM软 件开发的基本工作之一。
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代号 1 2 3 4
材料 球墨铸铁 工业纯铁 碳钢 铸钢
密度/(g.cm-3) 7.3 7.87 7.85 7.8
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（3）多维数表 所要检索的数据与两个以上的变 量有关，这种数表称为多维数表。 单根普通v带所能传递的基本额定功率P
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按数表的维数分类
按数表的维数可把数表分为一维数表、二维数表和多 维数表。 (1)一维数表 所要检索的数据只与一个变量有关．这 样的数表称为一维数表，表2—2所示都是一维数表。
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建立数表文件的方法：随不同的操作系统而异， 可直接用编辑文本文件的方法输入，如记事本、 写字板等文字处理软件。另外，建立数表文件 也可用高级语言如C、Pascal、Fortran和Basic中 的文件管理功能建立，在应用时按一定的格式 读取。 针对不同的编程语言，其文件操作语句也不同。 下面对C语言中的文件操作语言进行简单说明。 C语言系统自定义文件类型，可非常方便地 实现对外存储器的存取使用。常用的文件类型 有顺序文件(File)和文本文件(Text)。C语言文件 操作常用指令表如表3-6所示。
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例：表2-3用于链轮设计中，由节距t和链轮齿 数z查取链轮轴孔最大直经dk和齿侧凸缘最 大直经dh，试对其进行程序化处理。
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利用C语言读出文件的程序如下： #include 〈stdio.h〉 struct st { //定义f1的文件 float t1，t2，m，d； } s［30］； void main () { int i； FILE *fp； //定义一个文件指针 //打开当前目录名为f1.dat的文件，为只读操作类型， //并判断文件是否打开成功 if ((fp=fopen ( ″f1.dat″，″r″)) == NULL) { printf(″Cannot open the data file″)； //提示打开不成功 exit()；} i=0； while(!feof(fp)) { //循环读取数据记录 fread(&s［i］，sizeof(struct st)，1，fp)； i++； } fclose(fp)； //关闭文件 }
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表2-2 齿数系数
Z K Z K 9 0.446 23 1.23 11 0.555 25 1.35 13 0.667 27 1.46 15 0.775 29 1.58 17 0.893 31 1.70 19 1.00 33 1.81 21 1.12 35 1.94
表2-3
节距t 齿数z 11 13 15 17 19 21 23 25 9.525 dh 22 28 35 41 47 53 59 65 dk 11 15 20 24 29 33 37 42 12.70 dh 30 38 46 54 63 71 79 87 dk 18 22 28 34 41 47 51 57 15.875 dh 37 48 58 68 79 89 99 109 dk 22 30 37 45 51 59 65 73 19.05 dh 45 57 70 82 94 107 119 131 dk 27 36 46 53 62 72 80 88 25.40 dh 60 77 93 110 126 142 159 175 dk 38 51 61 74 84 95 109 120 7 页
表2-2所示V带传动设计中的包角修正系数Kα表，就是一个 一维列表函数数表的例子，表中的函数是包角修正系数Kα, 自变量是带轮包角的度数。
α
Kα 90o 100o 110o 120o 125o 130o 135o 140o 145o 150o 155o 160o 165o 170o 175o 180o
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（2）数据文件方式 将数据建立成一个独立的数据文件，并单独存储，使 它与应用程序分开，需要时，通过应用程序来打开、 调用和关闭数据文件，并进行相关处理。 每一个文件都有文件名，文件名由若干字符组成，可 以带后缀，即扩展名，如常用的*.dat、*.txt、*.doc 等，也可以自己定义后缀名称，原则是以容易记忆 为主。 优点是应用程序简洁，占用内存量大大减少，数据 更改也方便。 缺点是文件之间彼此孤立，文件内部又无结构信息， 因而数据共享范围有限。另外文件管理系统缺乏对 数据进行集中管理和控制的能力。数据的操作仍离 不开应用程序，两者之间并末实现完全独立。
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表2-2所示V带传动设计中的包角修正系数Kα表，就 是一个一维列表函数数表的例子，表中的函数是包角 修正系数Kα自变量是带轮包角的度数。
α
Kα 90o 100o 110o 120o 125o 130o 135o 140o 145o 150o 155o 160o 165o 170o 175o 180o
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2.2数表的程序化
数表程序化就是将要使用的各个参数及其函数关系， 用一种合理编制的程序存入计算机，以便运行使用。 其方法要具体问题具体分析。 （1）用数组形式存贮数据 如果要使用的数据是一组单一、严格、又无规律可 循的数列，通常的方法是用数组形式存储数据，程 序运行时．直接检索使用。 例：表2-2为由小链轮齿数Z查取齿数系数K的一维数表 ，试对其进行程序化处理。
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（2）二维数表 所要检索的数据与两个变量有关，这 样的数表称为二维数表。例：表2-3用于链轮设计中， 由节距t和链轮齿数z查取链轮轴孔最大直经dk和齿侧 凸缘最大直经dh，试对其进行程序化处理。
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（3）数据库方式
数据库是一个通用的、综合性的、数据独立性高、冗余度小 且互相联系的数据文件的集合，通过DBMS所提供的各种存 取方法来对数据进行操作以满足实际的需要。 特点:（1）数据共享。 （2）数据集中。 （3）数据结构化，既表示了事物，又表示了事物之间的 联系。 （4）数据与应用程序无关。 （5）安全性和保密性好。
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2.1.2数表的数据处理方法
（1）程序化方式 将数据直接编在程序中。该方式简单易行，但缺点 是数据与程序互相依赖，即使是更动了一个数据， 也要使程序作相应修改，且数据冗余度大，故应用 于数据较少，数据变更小的情况。 具体又分为如下几种情况： (1)将数表中的数据存入一维、二维或者三维组中； (2)将数表拟合成公式，然后编入程序。
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2.1.1数表的分类
按数据间有无函数关系分类
机械设计中所用到的数表是各种各样的，一般可 根据表中各数据间有无函数关系和表格的维数 这两种方法进行分类。 (1)常数数表 这种数表中记载的供设计用的一组数 据，彼此之间没有—定的函数关系。例如各种 材料的力学性能、齿轮的标准模数系列、V带轮 的计算直径系列，各种材料的密度等。
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用Turbo C语言编程如下： main() { int i,Z1,ip=20; int Z[14]={9,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,33,35}; float K[14]={0.446,0.555,0.667,0.775,0.893,1.00,1.12,1.23, 1.35 , 1.46,1.58,1.70,1.81,1.94}; printf(“请输入链轮齿数Z1：”); scanf(“%d”, &Z1); for(i=0;i<14;i++) if(Z[i]==Z1) { ip=i; } if(ip<20) printf(“\n当Z=%d时，K=%f”, z[ip],k[ip]); else printf(“\n输入错误！”); }
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C语言文件类型的常用指令表
功能 文件指针 打开文件 恢复指针 定位函数 写文件 读文件 文尾函数 关闭文件 命令格式 FILE 文件指针; fopen(文件指针,打开方式); rewind(文件变量); fseek(文件指针,位移,起点); fwrite(变量,大小,个数,文件指针); fread(变量,大小,个数,文件指针); feof(文件指针); fclose(文件指针); 解释 声明一个文件指针变量 打开文件，指针恢复到开头 指针恢复到开头 移动文件位置指针到指定的位置上 将变量值写入文件分量 读文件分量值赋给变量 判断所读文件结束时为 ture 将文件关闭
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(2)列表函数数表 数表中的数据之间存在某种函数关系。 这种数表的来源可以分为两类： 一类是本来就有精确的计算公式或经验公式，但是由 于解析式太复杂，为了方便进行手工设计．将其制 成表格供设计人员查用； 另一类是本来就没有公式，数表是以试验所得的离散 数据作为依据制作的。 对第一类数表，能找到原始解析式的，要求找到原 来的理论计算公式或经验公式，编入应用程序进行 计算．这种办法最简单，结果也很精确。对于一时 难于找到原始解析式的数表或原来就没有解析式的 第二类图表，则应进行相应的程序化处理。
第二章 工程数据的计算机处理
2.1 概述 在CAD／CAM过程中，常常要参照各种标准和规范，根 据一系列相关数据资料、图表、实验曲线来选用所需的数 据。在传统的手工设计时，这些标准资料是通过技术人员 查手册等工具书获得的，查阅起来既费时．又容易出错。 而在CAD／CAM中，就要将这些资料作适当的处理并预 先存入计算机，以便在设计时由计算机按要求自动检索和 调用；或在程序编制过程中融于其中，将其程序化．随着 程序的运行，自动选用，加工处理。这是CAD／CAM软 件开发的基本工作之一。
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代号 1 2 3 4
材料 球墨铸铁 工业纯铁 碳钢 铸钢
密度/(g.cm-3) 7.3 7.87 7.85 7.8
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（3）多维数表 所要检索的数据与两个以上的变 量有关，这种数表称为多维数表。 单根普通v带所能传递的基本额定功率P
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按数表的维数分类
按数表的维数可把数表分为一维数表、二维数表和多 维数表。 (1)一维数表 所要检索的数据只与一个变量有关．这 样的数表称为一维数表，表2—2所示都是一维数表。
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建立数表文件的方法：随不同的操作系统而异， 可直接用编辑文本文件的方法输入，如记事本、 写字板等文字处理软件。另外，建立数表文件 也可用高级语言如C、Pascal、Fortran和Basic中 的文件管理功能建立，在应用时按一定的格式 读取。 针对不同的编程语言，其文件操作语句也不同。 下面对C语言中的文件操作语言进行简单说明。 C语言系统自定义文件类型，可非常方便地 实现对外存储器的存取使用。常用的文件类型 有顺序文件(File)和文本文件(Text)。C语言文件 操作常用指令表如表3-6所示。
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例：表2-3用于链轮设计中，由节距t和链轮齿 数z查取链轮轴孔最大直经dk和齿侧凸缘最 大直经dh，试对其进行程序化处理。
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利用C语言读出文件的程序如下： #include 〈stdio.h〉 struct st { //定义f1的文件 float t1，t2，m，d； } s［30］； void main () { int i； FILE *fp； //定义一个文件指针 //打开当前目录名为f1.dat的文件，为只读操作类型， //并判断文件是否打开成功 if ((fp=fopen ( ″f1.dat″，″r″)) == NULL) { printf(″Cannot open the data file″)； //提示打开不成功 exit()；} i=0； while(!feof(fp)) { //循环读取数据记录 fread(&s［i］，sizeof(struct st)，1，fp)； i++； } fclose(fp)； //关闭文件 }
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表2-2 齿数系数
Z K Z K 9 0.446 23 1.23 11 0.555 25 1.35 13 0.667 27 1.46 15 0.775 29 1.58 17 0.893 31 1.70 19 1.00 33 1.81 21 1.12 35 1.94
表2-3
节距t 齿数z 11 13 15 17 19 21 23 25 9.525 dh 22 28 35 41 47 53 59 65 dk 11 15 20 24 29 33 37 42 12.70 dh 30 38 46 54 63 71 79 87 dk 18 22 28 34 41 47 51 57 15.875 dh 37 48 58 68 79 89 99 109 dk 22 30 37 45 51 59 65 73 19.05 dh 45 57 70 82 94 107 119 131 dk 27 36 46 53 62 72 80 88 25.40 dh 60 77 93 110 126 142 159 175 dk 38 51 61 74 84 95 109 120 7 页
表2-2所示V带传动设计中的包角修正系数Kα表，就是一个 一维列表函数数表的例子，表中的函数是包角修正系数Kα, 自变量是带轮包角的度数。
α
Kα 90o 100o 110o 120o 125o 130o 135o 140o 145o 150o 155o 160o 165o 170o 175o 180o
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（2）数据文件方式 将数据建立成一个独立的数据文件，并单独存储，使 它与应用程序分开，需要时，通过应用程序来打开、 调用和关闭数据文件，并进行相关处理。 每一个文件都有文件名，文件名由若干字符组成，可 以带后缀，即扩展名，如常用的*.dat、*.txt、*.doc 等，也可以自己定义后缀名称，原则是以容易记忆 为主。 优点是应用程序简洁，占用内存量大大减少，数据 更改也方便。 缺点是文件之间彼此孤立，文件内部又无结构信息， 因而数据共享范围有限。另外文件管理系统缺乏对 数据进行集中管理和控制的能力。数据的操作仍离 不开应用程序，两者之间并末实现完全独立。
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表2-2所示V带传动设计中的包角修正系数Kα表，就 是一个一维列表函数数表的例子，表中的函数是包角 修正系数Kα自变量是带轮包角的度数。
α
Kα 90o 100o 110o 120o 125o 130o 135o 140o 145o 150o 155o 160o 165o 170o 175o 180o
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2.2数表的程序化
数表程序化就是将要使用的各个参数及其函数关系， 用一种合理编制的程序存入计算机，以便运行使用。 其方法要具体问题具体分析。 （1）用数组形式存贮数据 如果要使用的数据是一组单一、严格、又无规律可 循的数列，通常的方法是用数组形式存储数据，程 序运行时．直接检索使用。 例：表2-2为由小链轮齿数Z查取齿数系数K的一维数表 ，试对其进行程序化处理。
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（2）二维数表 所要检索的数据与两个变量有关，这 样的数表称为二维数表。例：表2-3用于链轮设计中， 由节距t和链轮齿数z查取链轮轴孔最大直经dk和齿侧 凸缘最大直经dh，试对其进行程序化处理。
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（3）数据库方式
数据库是一个通用的、综合性的、数据独立性高、冗余度小 且互相联系的数据文件的集合，通过DBMS所提供的各种存 取方法来对数据进行操作以满足实际的需要。 特点:（1）数据共享。 （2）数据集中。 （3）数据结构化，既表示了事物，又表示了事物之间的 联系。 （4）数据与应用程序无关。 （5）安全性和保密性好。
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2.1.2数表的数据处理方法
（1）程序化方式 将数据直接编在程序中。该方式简单易行，但缺点 是数据与程序互相依赖，即使是更动了一个数据， 也要使程序作相应修改，且数据冗余度大，故应用 于数据较少，数据变更小的情况。 具体又分为如下几种情况： (1)将数表中的数据存入一维、二维或者三维组中； (2)将数表拟合成公式，然后编入程序。