《计算机辅助机械设计》课件第5章.ppt
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1、第5章 普通V带传动计算机辅助设计 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.1 用户需求用户需求 5.2 系统结构设计系统结构设计 5.3 数表的规则化数表的规则化 5.4 选型图的处理选型图的处理 附录附录 普通普通V带传动计算机辅助设计带传动计算机辅助设计VB 6.0源程序源程序 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.1 用户需求用户需求 普通V带传动是工程中使用比较广泛的一种机械传动,主要用于两轴之间距离较远的动力传递。普通V带传动的参数化设计程序涉及到参数选择、设计计算以及数表和线图处理等问题。通过本章的学习,一方面,可提高机械设计数表与线图的处理能力;另一方面,对计算机辅助机械设计
2、软件的开发全过程也可有初步的了解。普通V带为无头环形橡胶带,由伸张层(顶胶)、强力层(抗拉体)、压缩层(底胶)和包布层(胶帆布)组成。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 普通V带是标准件,按截面尺寸从小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。需要用户提供的原始数据一般为:传动用途、传递功率、主动轮转速、从动轮转速或传动比、原动机种类、工作机载荷性质、传动位置要求、外廓尺寸等。用户的需求一般包括:确定普通V带型号,带的基准长度、根数,传动中心距,带轮材料、基准直径、结构型式及尺寸,计算带的初拉力、初拉力增量、作用在轴上的压力,张紧装置,绘制带轮零件工作图等。通常,用户提供的原始数据是计算机程
3、序的主要输入参数,用户的需求是计算机程序的主要输出参数。普通V带传动参数化设计程序的主要输入/输出参数见表5-1。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.2 系统结构设计系统结构设计 5.2.1 普通普通V带传动的手工设计过程带传动的手工设计过程 1 普通普通V带传动的手工设计过程带传动的手工设计过程 普通V带传动的手工设计过程一般如图5-1所示。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-1 普通V带传动的手工设计过程 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 2 普通普通V带传动手工设计方法与步骤带传动手工设计方法与步骤 机械设计软件的最基本功能之一是代替手工设计。因此,手工设计步骤与设计依据或公
4、式,是软件功能结构与算法设计的基本依据,计算机求解问题的过程基本是仿照手工设计的步骤与方法进行的。很难想象,软件开发人员在不了解手工设计方法与步骤的情况下,能够独立开发出一套有实用价值的软件。因此,回顾手工设计的方法与步骤是软件设计之初必须进行的一项基础工作。下面列出普通V带传动手工设计的方法与步骤(见表5-2),以便于读者回顾机械设计的方法与步骤,也有助于阅读理解本章附录列出的普通V带传动设计源程序,有利于机械设计软件开发思路的逐步形成。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 【例5-1】设计由电动机驱动的旋转式水泵所用的普通V带传动。电动机型号为Y160M-4,其额定功率P=11 kW,转速n
5、1=1460 r/min,水泵轴转速n2=400 r/min,轴间距约为1500 mm,每天工作8小时。设计过程见表5-3。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.2.2 软件结构设计软件结构设计 软件结构指软件的各功能模块及其相互间的调用关系。所谓功能模块,就是实现一定功能的若干语句或函数序列。比如,VB 6.0应用软件中,sub过程(包括事件sub和一般sub过程)、function函数、独立的bas模块、form窗体都是一个功能模块。bas模块和form模块一般可以包括多个sub和function模块,是多个sub和function模块的集合。同样,在VF 6.0中,procedure、
6、function都是功能模块。在VL中,一个用户自定义函数就是一个功能模块。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 开发机械设计软件时,为了处理问题方便,通常把处理某一个数表、某一个图形的语句或函数序列放在一个模块中,而接受用户输入的语句、输出设计结果的语句或函数等,常放在对象的事件过程中。各种语言都有各自的模块调用方法。比如VB 6.0,用call语句实现sub过程之间的相互调用。但值得注意的是,在可视化语言中,用户只能激发对象,引发对象的事件过程,比如鼠标单击命令按钮,引发该命令按钮的click事件过程。设计软件结构,就是划分程序的功能模块,确定相互之间的调用关系。如同写文章要先列文章的提纲一
7、样,设计软件要先设计软件的结构。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 普通V带传动程序可设置以下功能模块:(1)原始参数输入主模块(主窗体frmbelt.frm):它包括主要参数接收模块(接收功率、转速、传动比),工况情况接收模块(接收载荷情况、启动情况、每天工作时间)。这两个模块接收的数据来自原始参数输入窗口,见图5-2。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-2 普通V带传动设计的原始数据输入窗口 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 (2)中间数据处理主模块(窗体FrmOptionxhd1a.frm):它包括并行带型号选择模块、带轮基准直径的试选模块、中心距的试选模块。这三个模块接收的数据
8、来自选择带型、小带轮直径、中心距窗口,见图5-3。(3)基本数据处理模块(一般sub过程、bas独立模块):包括工况系数查询模块、V带型号及小带轮直径范围查询模块、基准直径查询模块、单根带功率查询模块、功率增量查询模块、包角系数查询模块、长度系数查询模块、带轮轮槽尺寸查询模块、带轮结构与辐板厚度查询模块。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-3 普通V带传动的带型、直径、中心距选择窗口 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 (4)设计结果处理模块(窗体frmbeltDisply.frm):它包括保存结果模块、打印结果模块、显示带轮结构与尺寸模块、生成带轮工作图模块。这些模块处理的数据来自以上
9、两个主模块执行过程中生成的数据文件或处理结果。这些模块的调用窗口见图5-4。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-4 普通V带传动设计结果处理窗口 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 如果用填以功能描述的方框表示功能模块,用直线表示模块的调用,则由方框与直线组成的图形称为功能模块结构图。下面给出普通V带的功能模块结构图,供读者参考。(1)窗体模块结构图设计:普通V带传动设计的窗体模块结构图由三个窗体模块组成,见图5-5。(2)功能模块结构图设计:普通V带传动设计的功能模块结构图由三个窗体即包含的sub过程、一个独立的bas模块及其包含的function函数(未列出,可参见本章附录程序)所组
10、成,见图5-6。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-5 V带传动参数化设计窗体模块结构图 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-6 V带传动设计功能模块结构图 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.3 数表的规则化数表的规则化 5.3.1 单根带额定功率的查询单根带额定功率的查询 对于该表中的“-”号应作0数值化处理,其理由是:V带传动能力随着转速的不断提高,带传递功率以从小到大,又从大到小的规律变化,当转速达到一定值后,将出现明显的“打滑”现象,传递功率几乎减小到零。因此,将表中“-”号代之以“0”数值,造成的误差是不大的,可以满足工程要求。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 插
11、值处理可以有以下两种方法:(1)按三维函数表二次插值法查询,此种方法见5.5节所附源程序中的Private Sub power1()过程。(2)按二维函数表二次插值查询。用多重判断语句(如ifthenelse 或 select case)先判断输入的V带型号。对于每一个型号的功率查询,按二维函数表二次插值方法进行。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 5.3.2 V带轮轮辐结构的查询带轮轮辐结构的查询 由2.1.2节可知,V带轮轮辐结构表的数据规律性不太强、数据量多、代码编写量大,如果采用VF程序处理,则代码量较少。下面介绍用VF程序处理的方法,供读者参考。用VF程序处理时,首先将该表中的数据规
12、则化,然后将其录入数据表(如lunfuhoudu.dbf),然后编写一个程序文件(如lunfuhoudu.prg),或编一个事件过程(如form1.chaxun.click),完成查询任务。第5章 普通V带传动计算机辅助设计 下面是用VF程序查询V带轮轮辐结构的例子。为了重点说明方法,这里将原始表数据,按照带型号拆分为六个数据表:Z型轮结构.dbf、A型轮结构.dbf、B型轮结构.dbf、C型轮结构.dbf、D型轮结构.dbf、E型轮结构.dbf。限于篇幅,这里以A型轮结构.dbf为例来说明其处理方法。A型轮结构.dbf见图5-7,设计的数据库窗体见图5-8,运行结果见图5-9。第5章 普通V
13、带传动计算机辅助设计 图5-7 A型轮结构.dbf 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-8 带轮结构查询窗体 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 图5-9 带轮结构查询结果 第5章 普通V带传动计算机辅助设计“查询”按钮的单击事件过程的代码,见代码5-1。代码5-1“查询”按钮的单击事件过程代码 thisform.cmdchaxun.click thisform.lblxingshi.caption=thisform.lblhoudu.caption=thisform.lblshuliang.caption=zuixiaokongjing=0 zuidakongjing=0 xingha
14、o=alltrim(thisform.cboxinghao.value)kongjing=val(thisform.txtkongjing.value)zhijing=val(thisform.cbozhijing.value)Do Case&控制孔径输入范围 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Case xinghao=Z If kongjing35 zuixiaokongjing=12 zuidakongjing=35 End If Case xinghao=A If kongjing45 zuixiaokongjing=10 zuidakongjing=45 End If Case xi
15、nghao=B If kongjing65 zuixiaokongjing=32 zuidakongjing=65 End If 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Case xinghao=C If kongjing85 zuixiaokongjing=42 zuidakongjing=85 End If Case xinghao=D If kongjing110 zuixiaokongjing=60 zuidakongjing=110 End If Case xinghao=E If kongjing150 zuixiaokongjing=80 zuidakongjing=150 End
16、If 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 EndCase If zuixiaokongjing0 and zuidakongjing0 messagebox(孔径太小或太大,最小应为:+alltrim(str(zuixiaokongjing)+-,最大应为+alltrim(str(zuidakongjing)+,请重新输入!,0,查询)Return End If biao=xinghao+“型轮结构”&获取表名 Select 0 use 数据1!&biao again Locate For Zhijing=基准直径 And kongjing=孔径&查询 If found()=(.t.)&若查到
17、合适结构 thisform.lblxingshi.caption=结构形式 thisform.lblhoudu.caption=辐板厚度 thisform.lblshuliang.caption=槽数 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Else&若未查到合适结构 Locate For kongjing=n1DE and sn1=n1BC and spd=n1DE and sn1=20 and spd=42 then xh=C“型号为“C”型 dd1=200-315 直径范围为“200-315”end if 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 附录附录 普通普通V带传动计算机辅助设计带传动计算
18、机辅助设计VB 6.0源程序源程序 1 frmbelt.frm窗体窗体 frmbelt.frm窗体设计见图5-2,其全部代码见代码5-2。代码5-2 窗体frmbelt.frm的全部代码 Option Explicit Option Base 1 Private worktime(1 To 7)As String 存储工作时间的数组 Private workcondition(1 To 5)As String 存储工作情况的数组 Private kabelt(1 To 5,1 To 10)As Single 存储工况系数的数组 Public sworktime As String 输入的每天工
19、作时间 Public sworkcondition As String 输入的工作情况 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Private Sub beltKA(sworktime,sworkcondition,ka,startcondition)功能:查询KA Dim i As Integer 循环变量 Dim j As Integer 循环变量 Open App.Path+B10-10.dat For Input As 1 B10-10.dat文件保存有文献19 中表6(工况系数表)的数据 For i=1 To 4 Input 1,workcondition(i)Next i For i=
20、1 To 3 Input 1,worktime(i)Next i For i=1 To 4 For j=1 To 3 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Input 1,kabelt(i,j)Next j Next i For i=1 To 4 For j=4 To 6 Input 1,kabelt(i,j)Next j Next i Close For i=1 To 4 If sworkcondition=workcondition(i)Then Exit For Next i For j=1 To 3 If sworktime=worktime(j)Then Exit For Next j
21、 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 If startcondition=轻、空载启动 Then ka=kabelt(i,j)End If If startcondition=重载启动 Then ka=kabelt(i,j+3)End If End Sub Private Sub lstHeavy-Click()功能:输入每天工作时间 sworktime=Lstheavy.Text End Sub Private Sub lstLight-Click()功能:输入每天工作时间 sworktime=Lstlight.Text End Sub 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 Private S
22、ub Cmdend_Click()功能:终止程序 End End SubPrivate Sub Cmdgoon-Click()功能:接收输入、计算、窗体交替 Dim x As Integer 定义临时变量 spower=Val(txtpower.Text)接收输入功率 n1=Val(Txtn1)接收小带轮转速 sn2=Val(TxtN2.Text)接收大带轮转速 si=Val(TxtI.Text)接收传动比 If spower=0 And n1=0 Then 以下为判断输入是否适当;如不当,则退出过程 MsgBox 功率、小带轮转速必须大于零 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 ElseIf
23、spower=0 Then MsgBox 功率必须大于零 ElseIf n1=0 Then MsgBox 小带轮转速必须大于零 End If If sn2=0 And si=0 Then MsgBox 从动轮转速和传动比不能同时为零 Exit Sub End If If sworkcondition=Then MsgBox 工作情况不能为空:Exit Sub If sworktime=Then MsgBox 工作时间不能为空:Exit Sub If spower 0 And n1 0 And sn2 0 And sworktime And-第5章 普通V带传动计算机辅助设计 sworkcond
24、ition Or spower 0 And n1 0 And si 0 And-sworktime And sworkcondition Then 如输入适当 If si=0 Then 传动比为0 si=n1/sn2 计算传动比 End If If sn2=0 Then 大带轮转速为0 sn2=n1/si 计算大带轮转速 End If Call beltKA(sworktime,sworkcondition,ka,startcondition)调用beltKA过程,查工况系数ka pd=spower*ka 为计算功率pd赋值,以便调用beltxh Call beltxh(Pd,n1,xh(),
25、d1()调用beltxh 过程,确定两种带 型XH()和两种小带轮直径范围 第5章 普通V带传动计算机辅助设计 If xh(1)=“NIL”Then 若数组xh(1)(存储有带型号)值为空,说 明没有合适型号,给出提示信息,并退 出过程 MsgBox(无合适带型!可能是转速N1太高或功率P太大,请重新确定N1;P!):Exit Sub End If Else MsgBox 输入数据不正常,请重新输入:Exit Sub End If Call zhoujing FrmOptionxhd1a.lblxh1.Caption=xh(1)为下一个窗体FrmOptionxhd1a的控件lblxh1的 标题
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