C语言程序设计报告 学院：机械工程学院 班级： 姓名： 学号： 基于网格法的蜗杆传动优化设计一.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i0m0i1+Double fun(double x20)int yesorno(int ng, double x20)i=0hi=(bi-ai)/mii+ini2=0x2=a2+i2*h2i1=0x1=a1+i1*h1i0=0x0=a0+i0*h0NYNYNYf=fun(x)x0i=xi,xmini=xifo=fcontinueNYcontinueNYi2m2i=0NYi1=fo yesorno=0rno=0i0+三 .源程序#include#include#includemain()double fun(double x20);int yesorno(int ng,double x20) ;double x20;double a20=2.0,7.0,2.0;double b20=8.0,25,0,3,0;int n=3;int m20=3,6,5;double eps=0.1;double x020=0.2,0.3;double xmin20,fmin;double f0=10.0e5, f;double h20;double hmax;int i;int i0,i1,i2;int ng=10;labl:for(i=0;in;i+)hi=(bi-ai)/mi;for(i2=0;i2=m2;i2+)x2=a2+i2*h2;for(i1=0;i1=m1;i1+)x1=a1+i1*h1;for(i0=0;i0=f0) goto lab3;for(i=0;in;i+)x0i=xi; xmini=xi;f0=f;fmin=f;lab3:;lab2:;hmax=0.0;for(i=0;ihmax)hmax=hi;if(hmaxeps)for(i=0;in;i+)ai=xmini-hi;bi=xmini+hi;f0=10.0e4;goto labl;printf(nthe results:n);for(i=0;in;i+)printf(x%d=%10.5en,i,xmini);printf(f0=%10.5en,fmin);printf(hmax=%10.5en,hmax);return(0);int yesorno(int ng,double x20)int i;double Zp,Z1,Z2,Z3,Z4,Z5;int yesorno=1;double gx20;gx0=-x0+2.0;gx1=-8.0+x0;gx2=-25.0+x1;gx3=-x1+7.0;gx4=-x2+2.0;gx5=-3.0+x2;gx6=-atan(x2/x1)+10.0/180.0;gx7=-20.0/180.0+atan(x2/x1);Z1=-0.8881*2.0*x1/(x1+18.0*x2);Zp=4.02*exp(Z1);Z2=x0*(x1+18.0*x2);Z3=pow(Z2,3.0);Z4=0.125*Z3;gx8=252.0-170100.0*Zp/sqrt(Z4);Z5=x1+1.0;gx9=146.0-745000.0/(pow(x0,3.0)*x2*(0.5+sqrt(Z5);for(i=0;i0.0)yesorno=0;goto lab1;lab1:;printf(yesorno=%d,yesorno);return (yesorno);double fun (double x20)double f;f=.5*x0*(x1+18*x2);return(f);四.运行结果 五、结果分析程序运行结果是：模数m=2.00396蜗杆直径系数q=18.1674蜗杆头数=2.00024中心距a=54.2789=7.80369mm六心得体会在考试结束后的一周，我们就进入了计算机强化阶段，两周时间，两个任务，第一个任务是C语言强化，要求我们设计一个蜗杆传动的优化程序，可以说这个任务，既巩固了我们以前的C语言课程所学的知识，又让我们更多的了解到专业的特点，让我们真正了解到所学知识的重要性，以及所学课程之间的相关性。理论知识知识一个基础，真正运用才是王道，这次C语言的强化是真正将理论转化为运用的过程，是我们训练综合能力的一个必不可少的一个过程，对于我们来说显得尤为重要。设计过程既充满了心酸，又充满了喜悦，最初感觉好难，看都看不懂，也不知道如何下手，改错似乎越改越多，感觉很痛苦，尤其是在花了大心思纠错，最后还是没有突破的情况下。后来决定静心将所有知识弄懂，便又重新翻看了一遍C语言书，对以前的知识有了大致的回想和新的感悟，再回过头来看这个程序就觉得简单多了，终于将所有错误都改正过来了。后面就是纠正逻辑错误这一个问题，然后就可以收工了，这个时候是兴奋的，我清楚的记得。后面的逻辑问题的解决，就需要我们运用专业头脑了，必须要有专业知识作为铺垫，还要了解所运用的方法才行，这也是对我们思维方法的训练。最后，C语言的程序设计终于圆满成功，对自己的表现还是挺满意的，自己亲力亲为的感觉就是爽，通过自己的努力获得的成功才是值得珍惜的，这也是我们人生道路上的一大领悟，在以后的道路上，我们会以更坚定的步伐昂首阔步向前。