基于VB的鏈傳動輔助設(shè)計及參數(shù)優(yōu)化【畢業(yè)論文+開題報告+外文翻譯】

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得最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)，并與常規(guī)設(shè)計方法結(jié)果進行比較，從而有效減少編程工作量并提高設(shè)計質(zhì)量 [2] [3]。 傳動的常規(guī)設(shè)計方法 設(shè)計鏈傳動時的已知條件包括： 鏈傳動的工作條件，傳動位置與總體尺寸限制，所需傳動的功率 P，主動鏈傳動轉(zhuǎn)速 從動鏈傳動轉(zhuǎn)速 i[4]。 設(shè)計內(nèi)容包括：確定鏈條型號 、 鏈節(jié)數(shù) 輪齒數(shù) 材料和幾何尺寸，鏈傳動的中心距 a、 壓軸力 潤滑方式和張緊裝置等。 （ 1）選擇鏈輪齒數(shù) i，一般鏈輪齒數(shù)在 17~114之間。 號 節(jié)距 p P 滾子直徑 鏈節(jié)內(nèi)寬 b1 軸直徑 d2 鏈板高度 h2 距 排 排 mm 5B 8 5 3 6B 8A （ 2）計算當量的單排鏈的計算功率 根據(jù)鏈傳動的工作情況 、 主動鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率修正為當量的單排鏈的計算功率 P )P 式中： 工況系數(shù) 主動鏈輪齒數(shù)系數(shù) 多排鏈系數(shù)、 P— 傳遞的功率， 3）確定鏈條型號和節(jié)距 p 鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈的計算功率 P 主動鏈輪轉(zhuǎn)速 后確定鏈條節(jié)距 p。 （ 4）計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 30~50） 了避免使用過渡鏈節(jié)，應將計算出的 鏈節(jié)數(shù) 整為偶數(shù) 傳動的最大中心距為： a=2z1+ （ 5）計算鏈速 v，確定潤滑方 式 圖：鏈傳動設(shè)計流程圖 （ 6）計算鏈傳動作用的在軸上的壓軸力 軸力 ： 采用推薦的潤滑方式時 ， 各型號 率 。若潤滑不良或不采用推薦的潤滑方式時，應將圖中值降低；當鏈速 v≤s 時，降低到 50%；當 s＜v≤7m/s 時，降低到 25%；當 v＞ 7m/ 動不可靠。張緊裝置時，應將計算的中心距減小 2～ 55]。 傳動的計算機輔助設(shè)計 計算機輔助設(shè)計 (技術(shù)由于精確、可靠、快速等優(yōu)點 ， 使其在當今的設(shè)計領(lǐng)域占有重要的地位 ， 各種系統(tǒng)也趨于完善。與常規(guī)設(shè)計方法相比，若把鏈傳動的手工設(shè)計計算改為計算機輔助設(shè)計，情況就大為改觀。設(shè)計人員只要輸入程序，計算機就會在程序控制下快速地完成全部的計算過程，極大地提高了鏈傳動的設(shè)計效率 [6]。 于 李麗在《 程計算及應用》中提出 [7]， 視化編程的實現(xiàn)滾子鏈傳動的設(shè)計主要是根據(jù)實際輸入功率、傳動比等要求，依據(jù)機械零件設(shè)計手冊的許用功率曲線等圖表，選取鏈節(jié)距等參數(shù)。本文將滾子鏈傳動的整個過程編譯成 M 函數(shù)，進行編程處理，使用時只須把 “ 徑設(shè)置為本程序所在的位置，然后在命令空間內(nèi)輸入“ 回車即出現(xiàn)可視化界面。用戶只須在輸入?yún)^(qū)根據(jù)編輯框上方的 示輸入相關(guān)的已知條件，點擊“應用”按鈕程序便會按照這些初始值進行設(shè)計計算，并 在輸出區(qū)給出正確結(jié)果。如需重新設(shè)計計算，點擊“重新設(shè)置”按鈕，各編輯框全置空白等待輸入。如要退出界面，用戶只要點擊“退出”按鈕 [8]。 金泰玉在《滾子鏈傳動的計算機輔助設(shè)計》中提出 [9]，以模塊化設(shè)計思想為指導，以 次開發(fā)，研制出用戶界面友好的滾子鏈傳動的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)．該系統(tǒng)能實現(xiàn)滾子鏈傳動設(shè)計與校核的自動化和繪圖的自動化，并實現(xiàn)設(shè)計與繪圖的一體化，最終簡化工程設(shè)計步驟，提高設(shè)計工作的質(zhì)量和 效率． 次開發(fā)．用戶可設(shè)計自己所需專用模塊程序來實現(xiàn)特定的設(shè)計、計算及繪圖，通過嵌入在其內(nèi)部的 過次開發(fā)模塊高效率地提高鏈傳動查表、計算、設(shè)計及鏈輪的工程圖參數(shù)化繪制的方法．運用 007所支持的固定窗口，設(shè)計相應的參數(shù)輸入、計算結(jié)果、錯誤提示和校核成功時的提示對話框，由相應 成以對話框形式進行人機對話的滾子鏈傳動的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)開發(fā) [10] 。 肖啟麗在《基于 滾子鏈傳動計算機輔助計系統(tǒng)》中提出 [11]，滾子鏈傳動計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)包括兩個大的子系統(tǒng)，一是“滾子鏈傳動設(shè)計系統(tǒng)”，二是“滾子鏈傳動圖庫系統(tǒng)”?！皾L子鏈傳動設(shè)計系統(tǒng)”所實現(xiàn)的功能是：根據(jù)滾子鏈傳動的設(shè)計要求，在該系統(tǒng)界面上輸入合理的原始數(shù)據(jù)。通過設(shè)計程序完成設(shè)計計算及校核工作并顯示設(shè)計結(jié)果，并且能和“滾子鏈傳動圖庫系統(tǒng)”自動連接，完成繪圖。“滾子鏈傳動圖庫系統(tǒng)”所要實現(xiàn)的功能是：完成設(shè)計工作后，在該系統(tǒng)界面上選擇滾子鏈的各種標準參數(shù)和其他 附加功能按鈕，如選擇繪圖比例、添加尺寸標注等，通過程序運行在滾子鏈傳動設(shè)計系統(tǒng)”和“滾子鏈傳動圖庫系統(tǒng)”均可獨立運行，分別完成設(shè)計和繪圖工作，同時叉能自動連接實現(xiàn)設(shè)計和繪圖一體化 [12]。 傳動的優(yōu)化設(shè)計： 張元通 在《基于改進遺傳算法的套筒滾子鏈傳動優(yōu)化設(shè)計》中提出 [13]，遺傳算法(美國 是模擬生物在自然環(huán)境 中的遺傳和進化過程而形成的一種自適應全局并行的概率搜索算法。遺傳算法不需要求導或其他輔助知識，而只需要影響搜索方向的目標函數(shù)和相應的適應度函數(shù)。 不是從一個初始點開始尋優(yōu)，因而獲得的是全局最優(yōu)解。傳統(tǒng)的二進制編碼的 于存在易早熟和局部尋優(yōu)能力差的缺陷，因而在工程優(yōu)化中可能得不到全局最優(yōu)解。套筒滾子鏈傳動的優(yōu)化屬于混合離散變量的非系統(tǒng)優(yōu)化問題，通過改進遺傳算法對該傳動進行優(yōu)化設(shè)計，可在較短時間獲得較優(yōu)的設(shè)計參數(shù)。優(yōu)化結(jié)果表明，改進遺傳算法能夠以較快的速度收斂到全局最優(yōu)解，而且由 于對整型變量 、 K。進行了遺傳編碼的處理，無需再對 、 K。進行圓整，這對其他工程問題的解決也具有一定的參考價值 [14]。 龔水明，詹小剛在《 基于 提出 [15]， 就是函數(shù)的極值問題。 含一系列優(yōu)化算法函數(shù)，可以求解無約束條件的非線性極小值、二次規(guī)劃問題、線性規(guī)劃問題、有約束條件下的非線性極小值等問題。 16]。 點函數(shù)法對鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計 對于鏈傳動的設(shè)計，通常的設(shè)計步驟是先憑經(jīng)驗確定鏈輪的齒數(shù)、鏈傳動的中心距、鏈的傳動列數(shù)，然后根據(jù)傳動條件計算功率、小齒輪的轉(zhuǎn)速，由鏈極限功率曲線查出單排鏈在特定條件下傳遞的最大功率，最后選擇鏈的節(jié)距號。這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法試湊盲目、設(shè)計周期長，設(shè)計結(jié)果難 以公認最優(yōu) [17]。 劉穎等在《鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計》中提出 [18]，內(nèi)點罰函數(shù)法的基本思想是在可行域內(nèi)部，將鏈傳動中的不等式約束構(gòu)造一種懲罰函數(shù)，使原本有不等式約束問題轉(zhuǎn)化為一系列的無約束尋優(yōu)問題。應用內(nèi)點罰函數(shù)法來對鏈傳動進行優(yōu)化設(shè)計，避免了傳統(tǒng)設(shè)計方式下的盲目試湊、設(shè)計周期長的缺點，在充分發(fā)揮鏈的最大傳遞功率情況下，以鏈的列數(shù)最少為尋優(yōu)目標函數(shù)，從而使設(shè)計出來的鏈傳動結(jié)構(gòu)緊湊，達到優(yōu)化設(shè)計的目的。通過對尋優(yōu)數(shù)學模型的不斷迭代，計算結(jié)果最終趨向最優(yōu)化。內(nèi)點罰函數(shù)法，在鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計中具有很好的實用價值 [19]。 鑒于鏈傳動的手工設(shè)計方法存在著工作量大，設(shè)計繁瑣，設(shè)計過程需要反復的缺點，計算機輔助鏈傳動設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā)具有非常重要的意義。鑒于 件的強大可視化編程功能及數(shù)據(jù)庫訪問能力 ,將其作為開發(fā)工具，開發(fā)出一種鏈傳動的可視化設(shè)計應用軟件，可以對常用的滾子鏈鏈傳動進行計算機輔助設(shè)計與校核，得到相應的設(shè)計參數(shù)，并能自動繪制所設(shè)計的鏈輪的零件圖，從而可以有效地提高設(shè)計效率，減少設(shè)計人員的工作量，實現(xiàn)鏈傳動的自動化設(shè)計。 由于鏈傳動常規(guī)設(shè)計方法存在著經(jīng)驗性強，設(shè)計結(jié)果并非最優(yōu)的缺點，將現(xiàn) 代優(yōu)化設(shè)計方法引入鏈傳動設(shè)計中，針對常見的滾子鏈傳動，建立相應的優(yōu)化設(shè)計模型，直接利用 得最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)，并與常規(guī)設(shè)計方法結(jié)果進行比較，從而有效減少編程工作量并提高設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)鏈傳動的最優(yōu)化設(shè)計。 總之，通過本課題的研究，利用 可視化編程技術(shù)，在開發(fā)出鏈傳動 用 其進行最優(yōu)化設(shè)計，用戶只需 通過該系統(tǒng)軟件友好的用戶界面， 輸入原始設(shè)計數(shù)據(jù)， 即可得到設(shè)計問題的設(shè)計結(jié)果，并可以通過優(yōu)化設(shè)計，獲得最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)。與傳統(tǒng) 的鏈傳動設(shè)計方法比較，使用該系統(tǒng)可大大提高設(shè)計者的工作效率，縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量。 此外，對個人而言，通過這次設(shè)計，要學會綜合應用所學知識，即通過學科之間交叉互補后解決實際問題的方法，掌握用 解常用的鏈傳動設(shè)計方法和優(yōu)化方法，培養(yǎng)獨立編制計算機程序的能力，并且將理論知識與實際緊密結(jié)合，增強自己的工程實踐和動手能力，從理論知識學習和應用、工程實踐能力、計算機編程等多方面對個人進行訓練、鍛煉和提高。 參 考 文 獻 [1] 鄭阿奇 實用教程 [M]子工業(yè)出版社 ,2003 [2] 王超龍，陳志華 ++入門與提高 [M]人民郵電出版社， 2007， 7 [3] 潘新民，王燕芳 M]等教育出版社， 2001,7 [4] 濮良貴 八版） [M]2009 [5] 紀名剛 M]2006,178 [6] 薛衛(wèi)東 , 鄭銀玲 [J]. 機械科學與技術(shù) , 2000,(06) [7] 李麗 . 程計算及應用 [M]民郵電出版社， 2001, [8] 齊世恩 M]1989 [9] 金泰玉．直齒圓錐齒輪的計算機輔助設(shè)計 [J]．延邊大學農(nóng)學學報， 2008， (4),300— 302 [10] 肖啟敏 . 基于 J]. 機械設(shè)計與制造2006,(12),5611] 肖啟麗 . 基于 滾子鏈傳動的計算機機輔助計系統(tǒng) [J]2006，（ 12）， 7912] 童秉樞，李學志，吳志軍，張春風主編．機械 M]．北京：清華大學出版社， 1997 [13] 張元通 J]010，（ 5） 16814] 孫桓．機械原理 [M]．北京：高等教育出版社 ,1998 [15] 龔水明，詹小剛 基于 J]2008，（ 10）：9216] 高俊斌 . 言與程序設(shè)計 [M]1999 [17] 孫桓．機械原理 [M]． 北京：高等教育出版社 ,1998 [18] 劉 穎，馬 劍，彭雪鵬 . 鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計 [J]2005（ 4） 2719] 盂兆明，常德功．機械最優(yōu)設(shè)計技術(shù) [M]．北京化學工業(yè)出版社， 2002 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 1． 研究內(nèi)容： 1） 基于 行鏈傳動計算機輔助設(shè)計的系統(tǒng)軟件的開發(fā)。 本 課題基于 鏈傳動輔助設(shè)計及參數(shù)優(yōu)化展開， 熟悉 發(fā)環(huán)境和編程語言，掌握 熟悉 用 以對滾子鏈和齒形鏈進行可視化輔助設(shè)計，得到所需的設(shè)計參數(shù)。 2）．基于 化工具箱的鏈傳動的優(yōu)化設(shè)計 （ 1） 有關(guān)表格的 程處理 滾子鏈傳動設(shè)計中的表格有：①小鏈輪齒數(shù) 工作情況系數(shù) 小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 鏈長系數(shù) 多排鏈系數(shù) 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)表；⑥鏈輪轂孔最大許用直徑 （ 2）有關(guān)線圖的 程處理 滾 子鏈傳動設(shè)計中的線圖有：①滾子鏈額定功率曲線；② A 系列滾子鏈的額定功率曲線；③推薦的潤滑方式。 （ 3）可視化界面的設(shè)計 首先用控件區(qū)域框?qū)⒄麄€界面分為左右兩個區(qū)，在框的正上方用靜態(tài)文本說明輸入?yún)^(qū)及輸出區(qū)。兩個區(qū)下面設(shè)置一些按鈕，如“重新設(shè)置” 、 “應用” 、 “退出”等。 2、擬采用的研究手段 （ 1）．查閱資料，收集準備各種即將應用到的資料和材料，掌握常用的鏈傳動常規(guī)設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計的過程和方法。 （ 2）．熟悉 程語言、 窗體制作、數(shù)據(jù)庫訪問等技術(shù) ，掌握 （ 3）．利用 以對普通 到所需的設(shè)計參數(shù)。將源代碼 進行打包，生成可在 在設(shè)計過程中 ,將鏈傳動設(shè)計中的所有圖線、區(qū)域、和數(shù)據(jù)表進行公式化處理，并編制成程序 , 利用 制人機交換的用戶界面，按照鏈傳動設(shè)計的基本流程，開發(fā)出鏈傳動的 戶只需在可視化界面中輸入相應的設(shè)計條件 , 即可得到鏈傳動所需的各種設(shè)計參數(shù)。 （ 4）．利用 到優(yōu)化后 的設(shè)計參數(shù)。在優(yōu)化過程中，首先利用 言建立優(yōu)化設(shè)計模型，然后利用優(yōu)化工具箱提供的優(yōu)化函數(shù)求解優(yōu)化模型，得到優(yōu)化后的設(shè)計參數(shù)，并與常規(guī)設(shè)計方法結(jié)果進行比較，對優(yōu)化結(jié)果進行分析。 （ 5） 其基本技術(shù)路線流程圖如下： 技術(shù)路線流程圖 查閱資料 掌握 化方法 利用 利用 完成畢業(yè)設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 指導教師意見 ： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計結(jié)果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日