参考资料--基于网格法的蜗杆传动优化设计.docVIP

C 语 言 实 训 报 告 学院 专业 姓名 学号 设计题目：基于网格法的蜗杆传动优化设计。 蜗杆与涡轮可用来传递空间两交错轴间的运动和动力。由于其具有传动比大且结构紧凑等优点，在各类机械设备的传动系统中应用广泛。 设计一普通圆柱蜗杆，已知参数：输入功率；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； 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。 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。 二.流程图 三 .源程序#includestdlib.h #includemath.h 包含头函数 main() *主函数*/ { double fun(double x[20]); int yesorno(int ng, double x[20]); double x[20]; 定义数组x[20],其中包括m,q,z1 double a[20]={2.0,7.0,2.0}; /*定义网格区间上限*/ double b[20]={8.0,25.0,3.0}; /*定义网格区间下限*/ int n=3; int m[20]={3,6,5}; /*定义网格区间的等分值*/ double eps=0.1; double x0[20]={0.2,0.3}; double xmin[20],fmin; ;//定义数组xmin[20]（m、q、z1最小值）,最小传动中心距fmin double f0=10.0e5,f; 给出基本的传动中心距的数值 double h[20]; //定义数组h[20],h[20]表示的是利用网格法做出的间距 double hmax; ;//定义最大间距 int i; int i0,i1,i2; int ng=10; /*参数约束条件个数*/ do { for(i=0;in;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*/ 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x[2]=z1蜗杆头数 for (i1=0;i1=m[1];i1+