学霸的V带点算

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

上机电算说明书

课程名称：机械设计

电算题目：V带传动设计

院系：机电工程学院

班级：1208108班

设计者：雷阳

学号：1124110109

指导教师：吴伟国

设计时间：2014.11.2

哈尔滨工业大学

目录

一、设计方案 (1)

（1）设计要求任务 (1)

（2）设计方案 (1)

二、V带设计总程序 (4)

三、程序运行界面 (13)

四、出错判据 (14)

五、参考文献 (15)

一、设计方案

（1）设计要求任务

1、普通V带传动设计内容：

给定原始数据：传递的功率P，小带轮转速 n1 传动比i及工作条件

设计内容：带型号，基准长度Ld，根数Z，传动中心距a，带轮基准直径dd1、dd2，带轮轮缘宽度B，初拉力F0和压轴力Q

2、CAD任务：

①编制V带传动设计程序框图；

②编制V带传动设计源程序；

③按习题或作业中数据运行程序，要求对每一组数据各按三种V带型号计算，对每一种带型号选三种小带轮直径进行计算并输出所有结果；

④比较结果，从9种方案中选择一个最佳方案并按照此方案提供的几何和结构参数利用AutoCAD软件绘制大带轮零件工作图。

（2）设计方案

1、程序框图

为了使程序具有较好的可读性易用性，应采用统一的变量标识符，如表1所示。表1变量标识符表

表1 变量标识符表

二、V带设计总程序（C语言）

#include

#include

#include

#define PAI 3.14

int TYPE_TO_NUM(char type); /*将输入的字符（不论大小写）转换为数字方便使用*/ float Select_Ki(float i); /*查表选择Ki（传动比系数）的程序*/

float Select_KA(float H,int GZJ,int YDJ); /*查表选择KA（工作情况系数）的程序*/

float Select_KL(float Ld,int TYPE); /*查表选择KL（长度系数）的程序*/

float Select_M(int TYPE); /*查表选择m（V带每米长度的质量）的程序*/

float Select_dd1(int TYPE); /*查表选择小轮基准直径dd1的程序*/ float Select_dd2(int dd1,float i); /*查表选择大轮直径dd2的程序*/ float Compute_P0(float V,int TYPE,float dd1); /*计算P0（额定功率）的程序*/ float Compute_DIFP0(int TYPE,float Ki,int n1); /*计算DIFP0（功率增量）的程序*/

float Compute_VMAX(int TYPE); /*计算VMAX（最大带速）的程序*/

float Compute_KALF(float ALF1); /*计算KALF（包角系数）的程序*/

float Compute_B(int TYPE,int z); /*计算B（带宽）的程序*/

float* Compute_LAK(float dd1,float dd2,int TYPE); /*计算Ld，a，KL（基准长度，中心距，长度系数）的程序*/

main()

{

float

P,i,n1,KA,Ki,H,dd1,dd2,V,P0,DIFP0,Pd,VMAX,*LAK,m,Ld,KALF,a,KL,z,F0,ALF1,Q,B;

int YDJ,GZJ,TYPE,ANS;

char type,ans;

printf(" V带传动设计程序\n");

printf("\n");

printf("程序设计人:雷阳班号:1208108 学号:1124110109\n");

printf("\n");

START: printf("请输入原始参数:\n");

printf("传递功率P(KW):");

scanf("%f",&P);

printf("小带轮转速n1(r/min)：");

scanf("%f",&n1);

printf("传动比i:");

scanf("%f",&i);

printf("原动机类型YDJ(1或2):");

scanf("%d",&YDJ);

printf("工作机载荷类型:\n1,载荷平稳\n2,载荷变动较小\n3,载荷变动较大\n4,载荷变动很大\n");

scanf("%d",&GZJ);

printf("每天工作时间H(h):");

scanf("%f",&H);

DX: printf("带型:");

scanf(" %c",&type);

TYPE=TYPE_TO_NUM(type);

KA= Select_KA(H,GZJ,YDJ);

Pd=KA*P;

VMAX=Compute_VMAX(TYPE);

DD1:dd1=Select_dd1(TYPE);

V=PAI*dd1*n1/60000;

while(V>VMAX)

{

printf("所选小轮基准直径过大!请重新选择!\n");

dd1=Select_dd1(TYPE);

V=PAI*dd1*n1/60000;

}

dd2=Select_dd2(dd1,i);

P0=Compute_P0(V,TYPE,dd1);

Ki=Select_Ki(i);

DIFP0=Compute_DIFP0(TYPE,Ki,n1);

LAK=Compute_LAK(dd1,dd2,TYPE);

Ld=LAK[0];

a=LAK[1];

KL=LAK[2];

ALF1=180-57.3*(dd2-dd1)/a;

KALF=Compute_KALF(ALF1);

z=ceil(Pd/(KALF*KL*(P0+DIFP0)));

if(z>=10)

goto DX;

m=Select_M(TYPE);

F0=500*Pd*(2.5-KALF)/(z*V*KALF)+m*V*V;

Q=2*z*F0*sin(ALF1*PAI/360);

B= Compute_B(TYPE,z);

printf(" 计算结果\n");

printf("小轮直径:%f mm\n大轮直径:%f mm\n中心距:%f mm\n带长:%f mm\n带宽:%f mm\n 带的根数:%f\n初拉力:%f N\n轴压力:%f N\n",dd1,dd2,a,Ld,B,z,F0,Q);

X: printf("计算下一组带轮直径按'Y',重新开始按'S',结束按'N':");

scanf(" %c",&ans);

ANS=TYPE_TO_NUM(ans);

if(ANS==6)

goto DD1;

else if(ANS==7)

goto START;

else if(ANS==8)

printf("程序结束");

else

{

printf("输入错误，请重新输入");

goto X;

}

}

int TYPE_TO_NUM(char type)

{

int m;

if(type<91)

type+=32;

switch(type)

{

case 'z':

case 'Z':

m=0;

break;

case 'a': case 'A':

m=1;

break;

case 'b': case 'B':

m=2;

break;

case 'c': case 'C':

m=3;

break;

case 'd': case 'D':

m=4;

break;

case 'e': case 'E':

m=5;

break;

case 'y': case 'Y':

m=6;

break;

case 's': case 'S':

m=7;

break;

case 'n': case 'N':

m=8;

break;

}

return m;

}

float Select_KA(float H,int GZJ,int YDJ)

{

float

ka1[4][3]={{1.0,1.1,1.2},{1.1,1.2,1.3},{1.2,1.3,1.4},{1.3,1.4,1.5}};

float

ka2[4][3]={{1.1,1.2,1.3},{1.2,1.3,1.4},{1.4,1.5,1.6},{1.5,1.6,1.8}};

float KA;

if(YDJ==1)

{

if(H<10)

KA=ka1[GZJ-1][0];

else if(H>16)

KA=ka1[GZJ-1][2];

else

KA=ka1[GZJ-1][1];

}

if(YDJ==2)

{

if(H<10)

KA=ka2[GZJ-1][0];

else if(H>16)

KA=ka2[GZJ-1][2];

else

KA=ka2[GZJ-1][1];

}

return KA;

}

float Compute_VMAX(int TYPE)

{

float VMAX;

switch(TYPE)

{

case 0:

case 1:

case 2:

case 3:

VMAX=25;

break;

case 4:

case 5:

VMAX=30;

break;

}

return VMAX;

}

float Select_dd1(int TYPE)

{

int i;

float dd1;

float DD1[6][4]={{50,63,71,80},{75,90,100,125},{125,140,160,180},

{200,250,315,400},{355,400,450,500},{500,560,630,710}};

printf("该带型推荐的小带轮基准直径有(mm):\n");

for(i=0;i<4;i++)

{

printf("%.2f ",DD1[TYPE][i]);

}

printf("\n请选择小带轮直径dd1:");

scanf("%f",&dd1);

return dd1;

}

float Select_dd2(int dd1,float i)

{

float DD2[]={50,56,63,71,80,90,100,112,125,140,150,160,180,200,224, 250,280,315,355,400,425,450,500,560,600,630,710,800};

float dd2,temp,t;

int j=0;

temp=i*dd1;

for(j=0;j<28;j++)

{

t=temp-DD2[j];

if(t<=0)

break;

}

if((DD2[j]-temp)<(temp-DD2[j-1]))

dd2=DD2[j];

else

dd2=DD2[j-1];

return dd2;

}

float Compute_P0(float V,int TYPE,float dd1)

{

float P0;

float K1[6]={0.246,0.449,0.794,1.48,3.15,4.57};

float K2[6]={7.44,19.02,50.6,143.2,507.3,951.5};

float K3[6]={0.441e-4,0.765e-4,1.31e-4,2.34e-4,4.77e-4,7.06e-4};

P0=(K1[TYPE]*pow(V,-0.09)-K2[TYPE]/dd1-K3[TYPE]*V*V)*V;

return P0;

}

float Select_Ki(float i)

{

float

Ki[10]={1.0000,1.0136,1.0276,1.0419,1.0567,1.0719,1.0875,1.1036,1.1202,1.137 3};

float I[10]={1.00,1.02,1.05,1.09,1.13,1.19,1.25,1.35,1.52,2.00};

int j=9;

for(j=9;j>=0;j--)

{

if(i-I[j]>=0)

break;

}

return Ki[j];

}

float Compute_DIFP0(int TYPE,float Ki,int n1)

{

float Kb,DIFP0;

float KB[6]={0.2925e-3,0.7725e-3,1.9875e-3,5.625e-3,19.95e-3,37.35e-3};

Kb=KB[TYPE];

DIFP0=Kb*n1*(1-1/Ki);

return DIFP0;

}

float* Compute_LAK(float dd1,float dd2,int TYPE)

{

int j=0;

float a1,a2,a0,Ld0,temp,KALF,Ld,a,KL;

float LAK[3];

float kl[23][6]={{400,0.87},{450,0.89},{500,0.91},

{560,0.94},{630,0.96,0.81},{710,0.99,0.83},{800,1.00,0.85,0.82},{900,1.03 ,0.87,0.84,0.83},{1000,1.06,0.89,0.86,0.86,0.83},

{1120,1.08,0.91,0.88,0.88,0.86},{1250,1.10,0.93,0.90,0.91,0.89},{1400,1.1 4,0.96,0.92,0.93,0.91},{1600,1.16,0.99,0.95,0.95,0.93},

{1800,1.18,1.01,0.98,0.97,0.96},{2000,0,1.03,1.00,0.99,0.98},{2240,0,1.06 ,1.03,1.02,1.00},{2500,0,1.09,1.05,1.04,1.03},

{2800,0,1.11,1.07,1.07,1.06},{3150,0,1.13,1.09,1.09,1.08},{3550,0,1.17,1. 13,1.12,1.11},{4000,0,1.19,1.15,1.15,1.14},{4500,0,0,1.18,1.18,1.17},{5000,0 ,0,0,1.21,1.20}};

a1=0.7*(dd1+dd2);

a2=2*(dd1+dd2);

printf("请输入初估中心距a0(范围为%.2fmm~%.2fmm):",a1,a2);

scanf("%f",&a0);

Ld0=2*a0+(dd1+dd2)*PAI/2+(dd2-dd1)*(dd2-dd1)/a0/4;

for(j=0;j<23;j++)

{

temp=Ld0-kl[j][0];

if(temp<=0)

break;

}

if((Ld0-kl[j-1][0])>(kl[j][0]-Ld0))

{

Ld=kl[j][0];

KL=kl[j][TYPE+1];

}

else

{

Ld=kl[j-1][0];

KL=kl[j-1][TYPE+1];

}

a=a0+(Ld-Ld0)/2;

LAK[0]=Ld;

LAK[1]=a;

LAK[2]=KL;

return LAK;

}

float Compute_KALF(float ALF1)

{

float

kalf[2][14]={220,210,200,190,180,170,160,150,140,130,120,110,100,90,1.20,1.1 5,1.10,1.05,1.00,0.98,0.95,0.92,

0.89,0.86,0.82,0.78,0.73,0.68};

float KALF;

int i;

for(i=0;i<14;i++)

{

if(ALF1kalf[0][i+1])

{

KALF=kalf[1][i+1]+(kalf[1][i]-kalf[1][i+1])*(ALF1-kalf[0][i+1])/10;

break;

}

}

return KALF;

}

float Select_M(int TYPE)

{

float m;

float M[6]={0.06,0.1,0.17,0.3,0.6,0.9};

m=M[TYPE];

return m;

}

float Compute_B(int TYPE,int z)

{

float e[6]={12,15,19,25.5,37,44.5};

float f[6]={8,10,12.5,17,23,29};

float B;

B=(z-1)*e[TYPE]+2*f[TYPE];

return B;

}

三、程序运行界面

四、出错判据

五、参考文献

[1]宋丽华. C语言程序设计. 清华大学出版社. 2014年

[2]陈萌. C语言程序设计. 清华大学出版社. 2014年

[3]高禹. C语言程序编程技巧分析.清华大学出版社. 2014年

[4]张锋. 机械设计大作业指导书. 高等教育出版社. 2009年

[5]宋宝玉. 机械设计课程设计指导书.高等教育出版社. 2014年

六、算例

已知条件：传递功率为3KW，小带轮转速为710r/min，传动比为2.2，传动机为1类，载荷平稳，每天工作24小时，a型带。

运行结果图：