C语言实训报告

C语言实训报告机械工程学院机设xxxx班Xxx一、设计题目：蜗杆传动的优化设计设计一普通圆柱蜗杆，已知参数：输入功率＝8.8；蜗杆转速；传动比；由电动机驱动，载荷平衡。蜗杆材料，表面硬度，蜗轮材料为，离心铸造，蜗杆减速器每日8h，全年按300个工作日计，要示工作寿命不低于10年。根据以上条件进行优化设计，通常在满足使用要求的前提下，以结构尺寸是否紧凑、传动效率是否较高作为评判设计优劣的指标，在此以传动中心别具匠心为目标函数式中：——传动中心距；——蜗杆轴向和蜗轮端面模数；——蜗杆直径系数；——蜗杆头数；——蜗轮齿数；——工程传动比；题目分析：由上式可知传动中心别具匠心与模数、蜗杆直径系数和蜗杆头数有关。此三个参数可作为独立设计变量，即，与此相对应，目标函数可写为:在进行蜗杆传动设计时，各参数应满足强度和刚度方面的要求，应用网格法可求解这一问题。网格法是约束直接优化方法中较为简单的一种方法，它的基本思想是将可行域分为许多网格，求出满足设计约束的网格点上的目标函数值，比较它们的大小，从中选择函数值最小的网格点。依次循环，直到网格之间的距离达到控制精度，即可得满足精度要求的近似最优解。算法步骤：网格法的算法步骤为：（1）给定目标函数初值（一个足够大的正数）、对应各设计变量的等分数和计算精度。（2）将区间进行等分，间距为，各分点坐标为,式中:，共有T个分点：（3）对T个分点按顺序逐一进行可行性检查，放弃那些不满足设计约束的网格点，计算满足设计约束的网格点所对应的目标函数值，并与目标函数初值比较，若，则。否则，判别下一个网格点。（4）如果则停止计算，即为所求的最优点和最优值。否则取转向步骤（2）继续计算。四、流程图源程序#include<stdio.h>/*预处理命令*/#include<stdlib.h>#include<math.h>main()/*主函数*/{doublefun(doublex[3]);intyesorno(intng,doublex[3]);doublex[3];/*定义各变量*/doublea[3]={2.0,7.0,2.0},aa[3];/*定义网格区间上限*/doubleb[3]={8.0,25.0,3.0},bb[3];/*定义网格区间下限*/intn=3;intm[3]={3,6,5};/*定义网格区间的等分值*/doubleeps=0.1;doublex0[3]={0.2,0.3};doublexmin[20],fmin;doublefo=10.0e5,f;/*给f0初值用于比较*/doubleh[20];doublehmax;inti;inti0,i1,i2;intng=10;/*参数约束条件个数*/do{for(i=0;i<n;i++)/*精度使用网格法*/{h[i]=(b[i]-a[i])/m[i];/*将区间[ai,bi]进行mi等分*/aa[i]=a[i];bb[i]=b[i];}for(i2=0;i2<=m[2];i2++)/*网格法划分区间*/{x[2]=a[2]+i2*h[2];/*确定三维网格坐标*/for(i1=0;i1<=m[1];i1++){x[1]=a[1]+i1*h[1];for(i0=0;i0<=m[0];i0++){x[0]=a[0]+i0*h[0];if(yesorno(ng,x)==0)continue;/*判断刚度与强度约束判断*/f=fun(x);if(f>=fo)continue;for(i=0;i<n;i++){x0[i]=x[i];xmin[i]=x[i];}/*取最小值*/fo=f,fmin=f;}}}hmax=0.0;/*网格精度细化*/for(i=0;i<n;i++)if(h[i]>hmax)hmax=h[i];/*求最大间距hmax*/{for(i=0;i<n;i++){a[i]=xmin[i]-h[i];/*进一步使用网格法*/b[i]=xmin[i]+h[i];if(a[i]<aa[i])a[i]=aa[i];if(b[i]>bb[i])b[i]=bb[i];}fo=10.0e4;}}while(hmax>eps);printf("theresults:\n");for(i=0;i<n;i++)printf("x**=%10.5e\n",xmin[i]);/*输出x[0]x[1]x[2]的最小值*/printf("fo=%10.5e\n",fmin);/*输出f0的最小值*/printf("hmax=%10.5e\n",hmax);/*输出hmax的最小值*/getchar();return(0);}intyesorno(intng,doublex[3])/*定义yesorno函数，用于判断是否满足约束条件*/{inti;doubleZp,Z1,Z2,Z3,Z4,Z5;intyesno=1;doublegx[20];gx[0]=-x[0]+2.0;/*蜗杆轴向和蜗杆端面模数m的范围：1.0<=m<=8.0*/gx[1]=-8.0+x[0];gx[2]=-25.0+x[1];/*蜗杆直径系数q的范围：7.0<=q<=25.0*/gx[3]=-x[1]+7.0;gx[4]=-x[2]+2.0;/*蜗杆头数z1的范围：1.0<=z1<=6.0*/gx[5]=-3.0+x[2];gx[6]=-atan(x[2]/x[1])+10.0/180.0;/*蜗杆导程角计算约束*/gx[7]=-20.0/180.0+atan(x[2]/x[1]);Z1=-0.8881*2.0*x[1]/(x[1]+18.0*x[2]);/*z1到z5的计算均是用于校核接触和弯曲强度*/Zp=4.02*exp(Z1);/*计算e的z1次方的值，再乘以4.02*/Z2=x[0]*(x[1]+18.0*x[2]);Z3=pow(Z2,3.0);/*计算z2的3次方的值*/Z4=0.125*Z3;gx[8]=252.0-170100.0*Zp/sqrt(Z4);/*蜗杆的接触强度校核计算*/Z5=x[1]+1.0;gx[9]=146.0-745000.0/(pow(x[0],3.0)*x[2]*(0.5+sqrt(Z5)));/*蜗杆弯曲强度校核*/for(i=0;i<ng;i++)if(gx[i]>0.0)/*如果满足约束条件，yesorno=0*/{yesno=0;}printf("yesorno=%d\n",yesno);returnyesno;}doublefun(doublex[20])/*定义fun函数,用于求中心距*/{doublef;f=0.5*x[0]*(x[1]+18*x[2]);/*中心距计算公式*/return(f);}运行结果：六、强度校核程序运行结果是：模数m=2蜗杆直径系数q=17.926蜗杆头数=2中心距a=53.926mm齿顶高=3.7037×mm查机械设计手册，选择标准尺寸：a/min:50i:19.5①m/mm:2d1/mm:22.4z1:2z2:39x2:-0.1γ:10°07′29"普通圆柱蜗杆传动的基本参数及其匹配(摘自GB10085-1988neqDIN3976-1980)标准传动比蜗轮齿面接触强度校核：根据表面材料查表：根据接触系数：载荷平稳，使用系数：=1.00传动比：i=19.5转矩查图表，传动效率转速不变，转速系数寿命系数接触疲劳极限接触疲劳强度的最小安全系数，取校核合格实训心得通过计算机c语言强化实习，感受成功喜悦的同时，也有许多的感慨，我在这方面的知识也得到了很大的提升，在这之前我们已经对这门课程学了一个学期，对其有一定的了解，但仅仅是停留在了解的程度而已，但真的是不知道该怎样去运用，感到很棘手。真正对c语言开始运用，进行实际操作应该是在这次实训，它是一门操作性比较强的课程，只有自己亲自编写，调试，改正，到最后运行出正确的结果，才能在这个过程中对c语言有更深的了解。在老师的细心指导和我的不断努力下，我顺利的完