基于VB的鏈傳動輔助設計及參數(shù)優(yōu)化【畢業(yè)論文+開題報告+外文翻譯】,基于,vb,鏈傳動,輔助設計,參數(shù),優(yōu)化,畢業(yè)論文,開題報告,基于VB的鏈傳動輔助設計及參數(shù)優(yōu)化,外文翻譯 畢業(yè)設計開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化 設 計 題 目 ： 基于 指 導 教 師 : 系 主 任： 2011年 3 月 20 日 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳 動相比 ， 無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。 鏈傳動的手工設計方法存在著工作量大，設計繁瑣，設計過程需要反復的缺點，利用 件的可視化編程功能，開發(fā)出一種鏈傳動的可視化設計應用軟件，可以對常用的滾子鏈和齒形鏈進 行計算機輔助設計，得到所需的設計參數(shù)，從而有效提高鏈傳動的設計效率。設計的關鍵是各種相關圖表的計算機處理 [1]。 鏈傳動常規(guī)設計方法存在著經驗性強，設計結果并非最優(yōu)的缺點，將優(yōu)化設計方法引入鏈傳動設計中，針對常見的滾子鏈傳動，建立相應的優(yōu)化設計模型，直接利用 得最優(yōu)的設計參數(shù)，并與常規(guī)設計方法結果進行比較，從而有效減少編程工作量并提高設計質量 [2] [3]。 傳動的常規(guī)設計方法 設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，主動鏈傳動轉速 從動鏈傳動轉速 i[4]。 設計內容包括：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 鏈條型號根據當量的單排鏈的計算功率 P 主動鏈輪轉速 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計 計算機輔助設計 (技術由于精確、可靠、快速等優(yōu)點 ， 使其在當今的設計領域占有重要的地位 ， 各種系統(tǒng)也趨于完善。與常規(guī)設計方法相比，若把鏈傳動的手工設計計算改為計算機輔助設計，情況就大為改觀。設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)滾子鏈傳動的設計主要是根據實際輸入功率、傳動比等要求，依據機械零件設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 “ 徑設置為本程序所在的位置，然后在命令空間內輸入“ 回車即出現(xiàn)可視化界面。用戶只須在輸入區(qū)根據編輯框上方的 示輸入相關的已知條件，點擊“應用”按鈕程序便會按照這些初始值進行設計計算，并 在輸出區(qū)給出正確結果。如需重新設計計算，點擊“重新設置”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計》中提出 [9]，以模塊化設計思想為指導，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計系統(tǒng)．該系統(tǒng)能實現(xiàn)滾子鏈傳動設計與校核的自動化和繪圖的自動化，并實現(xiàn)設計與繪圖的一體化，最終簡化工程設計步驟，提高設計工作的質量和 效率． 次開發(fā)．用戶可設計自己所需專用模塊程序來實現(xiàn)特定的設計、計算及繪圖，通過嵌入在其內部的 過次開發(fā)模塊高效率地提高鏈傳動查表、計算、設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，設計相應的參數(shù)輸入、計算結果、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計系統(tǒng)包括兩個大的子系統(tǒng)，一是“滾子鏈傳動設計系統(tǒng)”，二是“滾子鏈傳動圖庫系統(tǒng)”?！皾L子鏈傳動設計系統(tǒng)”所實現(xiàn)的功能是：根據滾子鏈傳動的設計要求，在該系統(tǒng)界面上輸入合理的原始數(shù)據。通過設計程序完成設計計算及校核工作并顯示設計結果，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，分別完成設計和繪圖工作，同時叉能自動連接實現(xiàn)設計和繪圖一體化 [12]。 傳動的優(yōu)化設計： 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)化設計，可在較短時間獲得較優(yōu)的設計參數(shù)。優(yōu)化結果表明，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)化設計 對于鏈傳動的設計，通常的設計步驟是先憑經驗確定鏈輪的齒數(shù)、鏈傳動的中心距、鏈的傳動列數(shù)，然后根據傳動條件計算功率、小齒輪的轉速，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)的設計方法試湊盲目、設計周期長，設計結果難 以公認最優(yōu) [17]。 劉穎等在《鏈傳動的優(yōu)化設計》中提出 [18]，內點罰函數(shù)法的基本思想是在可行域內部，將鏈傳動中的不等式約束構造一種懲罰函數(shù)，使原本有不等式約束問題轉化為一系列的無約束尋優(yōu)問題。應用內點罰函數(shù)法來對鏈傳動進行優(yōu)化設計，避免了傳統(tǒng)設計方式下的盲目試湊、設計周期長的缺點，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)，從而使設計出來的鏈傳動結構緊湊，達到優(yōu)化設計的目的。通過對尋優(yōu)數(shù)學模型的不斷迭代，計算結果最終趨向最優(yōu)化。內點罰函數(shù)法，在鏈傳動的優(yōu)化設計中具有很好的實用價值 [19]。 鑒于鏈傳動的手工設計方法存在著工作量大，設計繁瑣，設計過程需要反復的缺點，計算機輔助鏈傳動設計系統(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計與校核，得到相應的設計參數(shù)，并能自動繪制所設計的鏈輪的零件圖，從而可以有效地提高設計效率，減少設計人員的工作量，實現(xiàn)鏈傳動的自動化設計。 由于鏈傳動常規(guī)設計方法存在著經驗性強，設計結果并非最優(yōu)的缺點，將現(xiàn) 代優(yōu)化設計方法引入鏈傳動設計中，針對常見的滾子鏈傳動，建立相應的優(yōu)化設計模型，直接利用 得最優(yōu)的設計參數(shù)，并與常規(guī)設計方法結果進行比較，從而有效減少編程工作量并提高設計質量，實現(xiàn)鏈傳動的最優(yōu)化設計。 總之，通過本課題的研究，利用 可視化編程技術，在開發(fā)出鏈傳動 用 其進行最優(yōu)化設計，用戶只需 通過該系統(tǒng)軟件友好的用戶界面， 輸入原始設計數(shù)據， 即可得到設計問題的設計結果，并可以通過優(yōu)化設計，獲得最優(yōu)的設計參數(shù)。與傳統(tǒng) 的鏈傳動設計方法比較，使用該系統(tǒng)可大大提高設計者的工作效率，縮短設計周期，提高設計質量。 此外，對個人而言，通過這次設計，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 , 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計 [J]．延邊大學農學學報， 2008， (4),300— 302 [10] 肖啟敏 . 基于 J]. 機械設計與制造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)化設計 [J]2005（ 4） 2719] 盂兆明，常德功．機械最優(yōu)設計技術 [M]．北京化學工業(yè)出版社， 2002 畢 業(yè) 設 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． 研究內容： 1） 基于 行鏈傳動計算機輔助設計的系統(tǒng)軟件的開發(fā)。 本 課題基于 鏈傳動輔助設計及參數(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計，得到所需的設計參數(shù)。 2）．基于 化工具箱的鏈傳動的優(yōu)化設計 （ 1） 有關表格的 程處理 滾子鏈傳動設計中的表格有：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）有關線圖的 程處理 滾 子鏈傳動設計中的線圖有：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）可視化界面的設計 首先用控件區(qū)域框將整個界面分為左右兩個區(qū)，在框的正上方用靜態(tài)文本說明輸入區(qū)及輸出區(qū)。兩個區(qū)下面設置一些按鈕，如“重新設置” 、 “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)設計和優(yōu)化設計的過程和方法。 （ 2）．熟悉 程語言、 窗體制作、數(shù)據庫訪問等技術 ，掌握 （ 3）．利用 以對普通 到所需的設計參數(shù)。將源代碼 進行打包，生成可在 在設計過程中 ,將鏈傳動設計中的所有圖線、區(qū)域、和數(shù)據表進行公式化處理，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計條件 , 即可得到鏈傳動所需的各種設計參數(shù)。 （ 4）．利用 到優(yōu)化后 的設計參數(shù)。在優(yōu)化過程中，首先利用 言建立優(yōu)化設計模型，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)化后的設計參數(shù)，并與常規(guī)設計方法結果進行比較，對優(yōu)化結果進行分析。 （ 5） 其基本技術路線流程圖如下： 技術路線流程圖 查閱資料 掌握 化方法 利用 利用 完成畢業(yè)設計 畢 業(yè) 設 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計結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日