第三章 cad cam capp

LOGO机械CAD／CAM技术主讲：张中然第二章CAD/CAM的支撑技术V带传动的设计失效形式：打滑和疲劳断裂。设计准则：在保证不打滑的条件下，应具有一定的疲劳强度和寿命。•如果查表时，P0等参数不能直接查出，可以采用线性内插法。•在包角α=180°、特定长度、平稳工作条件下，单根V带的基本额定功率P0和功率的增量△P0。•单根V带的额定功率计算公式：1.单根V带允许传递的功率在包角α=1800、特定带长、工作平稳的条件下，单根普通V带的基本额定功率Po（实验所得）见表。当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[Po]：LKKPPP)(][0001.单根V带允许传递的功率（续）P0—实验条件下单根普通V带的基本额定功率(kW)见表；△P0—i12=1时单根普通V带额定功率增量(kW),见表；Kα—包角系数，见下表；KL—带长修正系数，见表；单根普通V带的基本额定功率Po（KW)当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[Po]：LKKPPP)(][0001.单根V带允许传递的功率（续）P0—实验条件下单根普通V带的基本额定功率(kW)；△P0—i12=1时单根普通V带额定功率增量(kW),见表；Kα—包角系数，见下表；KL—带长修正系数，；i12≠1时单根普通V带的额定功率增量△P0当实际工作条件与确定Po值的特定条件不同时，应对查得的Po值进行修正。修正后得实际工作条件下单根V带所能传递的功率[Po]：LKKPPP)(][0001.单根V带允许传递的功率（续）P0—实验条件下单根普通V带的基本额定功率(kW)；△P0—i12=1时单根普通V带额定功率增量(kW)；Kα—包角系数，见下表；KL—带长修正系数，见表；普通V带的长度系列和带长修正系数KL•设计内容包括：（1）确定带的截型；（2）长度；（3）根数；（4）传动中心距；（5）带轮直径；（6）结构尺寸。•设计V带传动给定的原始数据为：（1）传递的功率P；（2）转速n1，n2（或传动比i）；（3）传动位置要求；（4）工作条件。第二讲设计数据处理技术在机械设计过程中，设计人员需要从各种工程手册和设计规范中查阅大量的数据表格，检索有关的曲线图表，这是十分费时的工作。在CAD作业中，如果将设计所需的表格数据和曲线图表预先存入计算机中，供设计时灵活、方便地查找，将大大提高设计效率!这就涉及到各种工程手册的数据处理技术。工程手册的数据处理包括数表和线图的处理，在处理方法上有数表的程序化、数表的文件化、数表的公式化等各种处理技术。而对线图的处理则主要是查找线图的原有公式或将线图离散成数表，然后在按数表进行处理。第一节数表的计算机处理工程手册中的数表有两类：一类为常数数表，如各种材料的力学性能。标准件的尺寸参数等，这些数据之间彼此没有明显的函数关系；另一类为列表函数，用以表达工程中某些复杂问题之间的参数关系，如三角函数表或离散型的实验数据，这类数据之间的关系可用某个理论公式或经验公式表示。对于第一类常数数表，可用一维数组、二维数组或多维数组进行赋值的方法进行程序化处理。如果常数数表的数据量较大，且需要共享，可将这些常数数表存入数据文件或数据库中，这样可以实现数据与程序的分离，增强数据管理的安全性，同时提高工程数据的可维护性。对于第二类列表函数，还可对数表进行公式化处理，将数表中数据拟合成公式，由计算机直接求解公式求取所需的数据。一、数表的程序化例3-1将表2-1中某种型号V带包角修正系数进行程序化处理。该数表程序化时，可定义2个一维数组，将数表中的数值赋值于各自的数组，使之初始化，以下是该数表程序化的C语言初始化赋值语句。例2-1数表程序化C语言初始化赋值语句floatalfa[8]={90.0，100.0，110.0，120.0，130.0，140.0，150.0，160.0}；floatkalfa[8]={0.68,0.74,0.79,0.83，0.86,0.89，0.92,0.95};其中，kalfa[0]=0.68表示a=90°时的修正系数，ka1fa[1]=0.74表示a＝100°时的修正系数，以此类推。如若已知的包角。不是正好为表中所列数值，而是介于所列数值之间，可用函数插值法求解所需的修整系数，关于函数插值稍后介绍。例2-2将表2-2中数表程序化处理，并要求根据所输入的V带型号查找出该V带的断面尺寸设整型变量i为皮带型号：i＝0表示O型，I=1为A型，I=2为B型，以此类推。用4个一维数组a[7]、h[7]、a0[7]、y0[7]分别存储V带的顶宽，断面高、节宽和节高。检索V带参数的C语言程序如下：#includestdio.hvoidmain（）{inti;f1oata[7]={10.0,13.0,17.0,22.0,32.0,38.0,50.0};f1oath[7]={6.0,8.0,10.5,13.5,19.0,23.5,30.0};f1oata0[7]={8.5,11.0,14.0,19.0,27.0,32.0,42.0};f1oaty0[7]={2.1,2.3,4.1,4.8,6.9,8.3,11.0};while(1){scanf(“请输入V带型号(0,1,2,3,4,5,6):d%”,&i);if(i=0&&i=6){printf(“您需查找的V带的顶宽为%f,断面高为%f,节宽为%f,节高为%f”，a[i],h[i],a0[i],y0[i])；break;}elseprintf(“您所输入的V带型号不对，请重新输入！”);}}例2-3检索齿轮传动工况系数决定齿轮工况系数KA值有两个自变量，即原动机的载荷特性和工作机的载荷特性，它们原本无数值概念，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。A检索齿轮传动工况系数C语言程序#includestdio.hmain(){intI,j;f1oatka[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]);}二、数表的文件化如果数表很大或涉及的数表很多，若仍然采用数组赋值的方法进行程序化，程序将显得非常的庞大，累赘，有时甚至不可能实现，这就需要将数表进行文件化或数据库进行处理。将数表文件化处理，不仅可使程序简练，还可使数表与应用程序分离，实现一个数表文件供多个应用程序使用，并增强数据管理的安全性，提高数据系统的可维护性。早期的CAD系统很多是采用数据文件来存储数据的。例3-5将平键和键槽尺寸表文件化并利用所建数据文件检索所需数据基本思想：按记录将表3-5中的平键和键槽尺寸建立数据文件，一行一个记录。可将此表中的下限和上限轴径数据连同平键和键槽尺寸一起存储在数据文件中，这样一个记录将包含有轴径下限值d1、轴径上限值d2、键宽b，键高h，轴颈键槽深t。轮壳键槽深t1共6个数据项。平键和键槽尺寸数据文件C语言程序#includestdio.h#definenum=###;;###按实际记录数赋值structkey_GB{floatd1,d2,b,h,t,t1;}key;定义结构变量keyvoidmain(){inti;FILE*fp;定义文件指针fpif((fp=fopen(“key.dat”,“w”))==NULL){printf(“cannotopenthedatafile”);exit();创建文件key.dat只写}for(i=0;inum;i++){printf(“record/%d:d1,d2,b,h,t,t1=”,i);scanf(“%f,%f,%f,%f,%f,%f”,&key.d1,&key.d2,&key.b,&key.h,&key.t,&key.t1);fwrite(&key,sizeof(structkey_GB),1,fp)}向结构变量key中输入数据fclose(fp);并把key数据循环写入key.dat}文件，一次一记录。将该程序编译、连接，然后运行，逐行输入各记录数据项，便在磁盘上建立了名为“key.dat”的数据文件。第三节数表的公式化处理由于数表数据的离散性和离散数量的有限性，在相邻两数值点之间的函数值只能选取相近的数据，这会给计算带来误差。因而，对于数据间有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，克服上述不足。数表的公式化处理有函数插值和曲线拟合两种方法。一、函数插值设有一个如表2-8所示的列表函数，该数表中两组数据(自变量与因变量)之间存在某种关系，反映了某种连续的规律性。由于列表函数只能给出结点x1,x2,x3,…,xn处的y1,y2,…,yn,当自变量为结点的中间值时，可用插值的方法来检索数值。函数插值的基本思想是在插值点附近选取若干合适的连续结点，过这些结点构造一个简单函数g(x)以代替原未知函数f(x)，插值点的g(x)值就作为原函数的近似。根据所选取的结点的个数，可将函数插值分为线性插值，抛物线插值和拉格朗日插值.1、线性插值线性插值又称二点插值，根据插值点x值选取两个相邻的自变量xi，与xi+1，为简便起见，可将这两自变量设定为x1和x2，并满足x1xx2条件,用过（x1,y1）（x2,y2）两结点连线的直线代替原来的函数f(x)（图2-5）LOGO