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1、机械CAD 第1篇CAD基础 本章目标掌握数表程序化的方法及编程实现掌握线图程序化的方法及编程实现 3工程手册的数据处理 本章学习要点6个数表实例的程序化方法一元函数和二元函数插值方法及编程实现线图程序化的处理方法最小二乘法的多项式拟合方法与编程实现 3工程手册的数据处理 本章内容 3工程手册的数据处理 序 在机械设计中 即需要耐心细致 又费神费力的工作莫过于从有关工程手册或设计规范中查找各种系数或数据 如何将这种人工查找转变成CAD进程中的高效 快速处理 是本章要讨论的中心问题 序 编制机械设计计算程序的基本步骤 熟悉传统的人工设计计算方法 尤其是熟悉准备由计算机代替的部分的计算方法 对设计
2、计算过程进行细致的分析 明确计算机程序中应完成的工作内容 根据设计计算的逻辑过程绘出计算机流程图 按照流程图编制计算机程序 序 图示一刚性凸缘联轴器 允许传递的最大转矩T 1500N m 为静载荷 联轴器材料HT250 P 80MPa 试选择平键并校核键联接的强度 假设工作长度L 100mm 55 机械设计习题集第7章P267 16 例 编制机械设计计算程序的基本步骤 序 55 手工计算算法过程 已知 T d P L 1 通过查表选择得 b h 16 10 查手册P53表4 1 2 校核 3 结论 不满足要求 编制机械设计计算程序的基本步骤 序 已知 T d P L 1 通过查表选择得 b h
3、 16 10 查手册P53表4 1 2 校核 3 结论 不满足要求 开始 输入 T d L YBP 根据d检索出h BP 4T dLh BP YBP 输出 满足强度条件 输出 不满足条件 结束 计算机 手工计算算法过程 编制机械设计计算程序的基本步骤 序 开始 输入 T d L YBP 根据d检索出h BP 4T dLh BP YBP 输出 满足强度条件 输出 不满足条件 结束 平键静联接强度校核过程的流程图 分析 1 设计数据 指设计时给定的某些已知条件及工作参数 可以用赋值语句输入计算机 但是为了提高计算程序的通用性 往往采用人机交互的方式输入设计数据 序 平键静联接强度校核过程的流程图
4、分析 1 设计数据 确定设计计算中需要检索的有关图标与数据 并以适当的方式将他们输入计算机 开始 输入 T d L YBP 根据d检索出h BP 4T dLh BP YBP 输出 满足强度条件 输出 不满足条件 结束 2 表格 线图及标准规范 序 平键静联接强度校核过程的流程图 分析 1 设计数据 开始 输入 T d L YBP 根据d检索出h BP 4T dLh BP YBP 输出 满足强度条件 输出 不满足条件 结束 2 表格 线图及标准规范 3 算法设计 把数学模型规定的任务转化成解题步骤就是算法 一般而言 应以人工手算的设计计算方法作为依据 序 数据分类 数表 列表函数 表格中数据间没
5、有任何联系 表格中数据间存在某种联系 序 设计图表处理的基本方法 设计资料的处理方法 程序化 数据库存储 在应用程序内部对这些数表及线图进行查表 处理或计算 将数表及线图 经离散化 中的数据按数据库中的规定进行文件结构化 如确定文件名 字段名 字段类型 字段宽度等 存放在数据库中 数据独立于应用程序 但又能为所有应用程序提供服务 序 设计图表处理的基本方法 程序化 数据库存储 表格程序化 表格公式化 将数表中的数据或线图以数组型式存储和检索 直接编在解题的程序中 序 设计图表处理的基本方法 设计资料的处理方法 程序化 数据库存储 表格程序化 表格公式化 对于列表函数 可用曲线拟合的方法形成数学
6、表达式并直接编入程序中 序 设计图表处理的基本方法 设计资料的处理方法 材料的密度数表 3 1数表的程序化 3 1 16个实例 2020年4月21日4时25分 第19页 main inti floatGAMA 7 78 7 85 8 83 7 75 printf 请选择材料代号 n printf 1 工业纯铁 n printf 2 钢材 n printf 3 球墨铸铁 n printf 4 合金钢 n scanf d 2020年4月21日4时25分 第20页 请选择材料代号 1 工业纯铁2 钢材3 球墨铸铁4 合金钢 材料密度 7 78 1 材料密度 8 30 3 平键和键槽的截面尺寸 3 1
7、数表的程序化 3 1 16个实例 2020年4月21日4时25分 第22页 main inti b h floatdgiven floatD 12 10 12 17 22 30 38 44 50 58 65 75 85 floatkb 12 3 0 4 0 5 0 6 0 5 0 10 0 12 0 14 0 16 0 15 0 20 0 22 0 floatkh 12 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 8 0 9 0 10 0 11 0 12 0 14 0 printf 请输入轴径 n while 1 scanf f 2020年4月21日4时25分 第23页 2 1数据表格的程
8、序处理 else for i 0 i 12 i if dgiven D i b kb i h kh i printf D为 f的轴选择键的公称尺寸b h应为 d d n dgiven b h break break 2020年4月21日4时25分 第24页 2 1数据表格的程序处理 请输入轴径 数值越界 请重新输入轴径 1 D为60的轴选择键的公称尺寸b h应为 18 11 60 包角影响系数K2 3 1 16个实例 3 1数表的程序化 一元函数的插值求解 3 1数表的程序化 齿轮传动工况系数KA I 1 I 2 I 3 J 1 J 2 J 3 I J 3 1 16个实例 3 1数表的程序化
9、2020年4月21日4时25分 第28页 2 1数据表格的程序处理 main floatKA inti j floatWK 3 3 1 0 1 25 1 75 1 25 1 5 2 1 5 1 75 2 25 printf 请选择代表原动机工作情况的系数 n printf 1 工作平稳 n printf 2 轻度冲击 n printf 3 中度冲击 n while 1 scanf d 2020年4月21日4时25分 第29页 2 1数据表格的程序处理 printf 请选择代表工作机工作情况的系数 n printf 1 平稳载荷 n printf 2 中等冲击 n printf 3 严重冲击 n
10、 while 1 scanf d 2020年4月21日4时25分 第30页 2 1数据表格的程序处理 请选择代表原动机工作情况的系数 1 工作平稳2 轻度冲击3 中度冲击 输入错误 请重新输入 6 2 3 请选择代表工作机工作情况的系数 1 平稳载荷2 中等冲击3 严重冲击 齿轮传动工况系数为 2 轴肩圆角处理论应力集中系数a D 3 1数表的程序化 3 1 16个实例 单根V带的基本额定功率P0 3 1数表的程序化 3 1 16个实例 3 1数表的程序化 降级分解查表 3 1数表的程序化 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 WHY 由于列表函数只能给出有限节点处的函数值 当自变量为
11、节点的中间值时 就要用插值法求得其函数值 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 在插值点附近选取几个合适的节点 过这些节点构造一个简单函数g x 在此小段上用g x 代替原函数f x 这样插值点的函数值就用g x 的值来代替 WHAT 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 HOW 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一元抛物线插值 一元线性插值 1 给定x 且xi x xi 1 找出相对应的函数值f xi f xi 1 2 过 xi yi 和 xi 1 yi 1 两点连直线p x 替代原来的函数f x 我们可以得到插值函数值y 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的
12、插值 一元线性插值 一元函数的线性插值的程序流程图 输入 n xi yi x i 1 x xi i i 1 i n 1 结束 Y Y N N xi yi 一维数组 存放列表函数中的x y值n 列表函数中节点数x y 已知的x插入值及求出的函数值y 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一元函数线性插值 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 1 给定x 且xi x xi 1 找出相对应的函数值f xi f xi 1 2 过 xi yi 和 xi 1 yi 1 两点连直线p x 替代原来的函数f x 我们可以得到插值函数值y 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一元线性插
13、值 HOW 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一元抛物线插值 一元线性插值 一元抛物线插值 1 给定x 找出相邻的三点xi 1 xi xi 1 2 过 xi 1 yi 1 xi yi 和 xi 1 yi 1 三点做抛物线p x 替代原来的函数f x 我们可以得到插值函数值y 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一元抛物线插值 设插值点为 且 x靠近xi 1 选取xi 2 xi 1 xi x靠近xi 选取xi 1 xi xi 1 x位于表头 选取x1 x2 x3 x位于表尾 选取xn 2 xn 1 xn 3 1数表的程序化 3 1 2一元函数的插值 一 一般线图的数表化处理
14、 为了把此曲线图变换为数表 可在曲线上取若干个节点 用这些点的坐标值列成一张一维数表 x 0时外齿轮的复合齿形系数曲线 3 2线图的程序化 一 一般线图的数表化处理 3 2线图的程序化 一 线图的数表化处理 3 2线图的程序化 一 线图的数表化处理 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 直线图公式化处理是将直线图形转化为线性方程 用以表示参数之间的函数关系 3 2线图的程序化 直角坐标 对数坐标 二 直线图公式化处理 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 直角坐标 3 2线图的程序化 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 直角坐标 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 直角坐标
15、 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 直角坐标 直角坐标 对数坐标 二 直线图公式化处理 3 2线图的程序化 令 则 二 直线图公式化处理 对数坐标 弯曲强度的寿命系数 3 2线图的程序化 弯曲强度的寿命系数 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 弯曲强度的寿命系数 1 令 则 1 式变为 指数显式方程 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 弯曲强度的寿命系数 1 3 指数显式方程 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 弯曲强度的寿命系数 2 1 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 弯曲强度的寿命系数 3 1 二 直线图公式化处理
16、 对数坐标 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 二 直线图公式化处理 对数坐标 3 2线图的程序化 三 复杂线图的处理 3 2线图的程序化 0 1 2 3 4 5 6 三 复杂线图的处理 3 2线图的程序化 Pc N1 Nc1 Nc2 Nc3 三 复杂线图的处理 3 2线图的程序化 2020年4月21日4时25分 第70页 2 2线图的程序处理 include includemain inti t doubleN1 PC NC 6 doublea 6 677 100 24 7 1 16 0 32 doubleb 6 1 454 1 488 1 470 1 488 1 545 1 5 printf 请输入V带的计算传动功率Pc scanf lf 2020年4月21日4时25分 第71页 2 2线图的程序处理 for i 0 iNC i i 5 t i break printf 推荐带型 switch t case0 printf Z型 n break
