c語言實訓報告
學院： 機械工程學院
班級： 機制1005
學號： 1005040510
姓名： 董浪
一、 設計題目：基於網格法的蝸桿傳動優化設計。
蝸桿與渦輪可用來傳遞空間兩交錯軸間的運動和動力。由於其具有傳動比大且結構緊湊等優點，在各類機械裝置的傳動系統中應用廣泛。
設計一普通圓柱蝸桿，已知引數：輸入功率；蝸桿轉速；傳動比；由電動機驅動，載荷平衡。蝸桿材料，表面硬度，蝸輪材料為，離心鑄造，蝸桿減速器每日8h，全年按300個工作日計，要示工作壽命不低於10年。
根據以上條件進行優化設計，通常在滿足使用要求的前提下，以結構尺寸是否緊湊、傳動效率是否較高作為評判設計優劣的指標，在此以傳動中心別具匠心為目標函式：
式中：——傳動中心距；
——蝸桿軸向和蝸輪端麵模數；
——蝸桿直徑係數；
——蝸桿頭數；
——蝸輪齒數；
——工程傳動比；
分析：由上式可知傳動中心別具匠心與模數、蝸桿直徑係數和蝸桿頭數有關。此三個引數可作為獨立設計變數，即，與此相對應，目標函式可寫為:
在進行蝸桿傳動設計時，各引數應滿足強度和剛度方面的要求，應用網格法可求解這一問題。網格法是約束直接優化方法中較為簡單的一種方法，它的基本思想是將可行域分為許多網格，求出滿足設計約束的網格點上的目標函式值，比較它們的大小，從中選擇函式值最小的網格點。依次迴圈，直到網格之間的距離達到控制精度，即可得滿足精度要求的近似最優解。
網格法的演算法步驟為：
（1）給定目標函式初值（乙個足夠大的正數）、對應各設計變數的等分數和計算精度。
（2）將區間進行等分，間距為，各分點座標為,式中: 共有t個分點：
（3）對t個分點按順序逐一進行可行性檢查，放棄那些不滿足設計約束的網格點，計算滿足設計約束的網格點所對應的目標函式值，並與目標函式初值比較，若，則。否則，判別下乙個網格點。
（4）如果則停止計算，即為所求的最優點和最優值。否則取
轉向步驟（2）繼續計算。
二.流程圖
三 .源程式
#include"預處理命令*/
#include""
#include"" /*主函式*/
main()
; /*定義網格區間上限*/
double b[20]=; /*定義網格區間下限*/
int n=3;
int m[20]=; /*定義網格區間的等分值*/
double eps=0.1;
double x0[20]=;
double xmin[20],fmin;
double f0=10.0e5,f;
double h[20];
double hmax;
int i;
int i0,i1,i2;
int ng=10; /*引數約束條件個數*/
dof0=f; fmin=f;
}}}hmax=0.0網格精度細化*/
for(i=0;iif(h[i]>hmax) hmax=h[i]; /*求最大間距hmax*/
if(hmax>eps)
f0=10.0e4;}}
while(hmax>eps);
printf("the results:\n");
for(i=0;iprintf("x[%d]=%10.5e\n",i,xmin[i]);
printf("f0=%10.5e\n",fmin);
printf("hmax=%10.5e\n",hmax);
return(0);
}int yesorno(int ng, double x[20])
return( yesorno);
}double fun(double x[20])
{double f;
f=0.5*x[0]*(x[1]+18*x[2]);
return(f);
四、結果分析
程式執行結果是：
模數m=5.82289
蝸桿直徑係數q=11.5007
蝸桿頭數=2.22689
中心距a=150.186
=7.803×mm
6．校核
查機械設計手冊，選擇標準尺寸：
a/min: 160
i: 18
m /mm: 6.3
d1 /mm: 80
z1: 2
z2： 36
x2: -0.1
γ: 8°57′06"
①普通圓柱蝸桿傳動的基本引數及其匹配(摘自gb 10085-1988 neq din3976-1980)標準傳動比。
蝸輪齒面接觸強度校核：
根據表面材料查表：
根據接觸係數：
載荷平穩，使用係數： =1.00
傳動比：i=18
轉矩查圖表，傳動效率
轉速不變，轉速係數
壽命係數
接觸疲勞強度的最小安全係數，取
校核合格。
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