C语言实习报告蜗杆传动的优化设计.doc
C语言实习报告 XXXXXX学院 XXXXXXX班 XXXXX 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；二、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。三、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、流程图五、程序#include"stdio.h" /*预处理命令*/#include"stdlib.h"#include"math.h" /*主函数*/main()double fun(double x3);int yesorno(int ng, double x3);double x3;double a3=2.0,7.0,2.0; /*定义网格区间上限*/double b3=8.0,25.0,3.0; /*定义网格区间下限*/int n=3;int m3=12,24,10; /*定义网格区间的等分值*/double eps=0.1;double x03=0.2,0.3;double xmin3,fmin;double f0=10.0e5,f;double h3;double hmax;int i;int i0,i1,i2;int ng=10; /*参数约束条件个数*/dofor(i=0;i<n;i+)hi=(bi-ai)/mi; /*将区间ai,bi进行mi等分*/for(i2=0;i2<=m2;i2+) /*网格法划分区间*/x2=a2+i2*h2;for (i1=0;i1<=m1;i1+)x1=a1+i1*h1;for(i0=0;i0<=m0;i0+)x0=a0+i0*h0;if(yesorno(ng,x)=0) /*判断刚度与强度约束判断*/continue;f=fun(x);if(f>=f0)continue;for(i=0;i<n;i+)x0i=xi;xmini=xi;f0=f; fmin=f;hmax=0.0; /*网格精度细化*/for(i=0;i<n;i+)if(hi>hmax) hmax=hi; /*求最大间距hmax*/if(hmax>eps)for(i=0;i<n;i+)ai=xmini-hi;bi=xmini+hi;f0=10.0e4;while(hmax>eps);printf("the results:n");for(i=0;i<n;i+)printf("x*=%10.5en",xmini);printf("f0=%10.5en",fmin);printf("hmax=%10.5en",hmax);return(0);int yesorno(int ng, double x3)int i,yesorno=1;double zp,z1,z2,z3,z4,z5;double gx20;gx0=-x0+2.0;gx1=-8.0+x0; /*网格区间三维坐标的约束条件*/gx2=-25.0+x1; /*蜗杆轴向和蜗杆端面模数m的范围：2.0<=m<=8。0*/gx3=-x1+7.0; /*蜗杆直径系数q的范围：7.0<=q<=25.0*/gx4=-x2+2.0;gx5=-3.0+x2; /*蜗杆头数z1的范围：2.0<=z1<=3.0*/gx6=-atan(x2/x1)+10.0/180;gx7=-20.0/180.0+atan(x2/x1); /*蜗杆导程角计算约束*/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); /*蜗杆接触强度校合计算*/z5=x1+1.0;gx9=146.0-745000.0/(pow(x0,3.0)*x2*(0.5+sqrt(z5); /*蜗杆弯曲强度校合*/for(i=0;i<ng;i+)if(gxi>0.0)yesorno=0;break;printf("yesorno=%d",yesorno);return( yesorno);double fun(double x20)double f;f=0.5*x0*(x1+18*x2);return(f);六、实习心得：为期两周的计算机强化训练即将结束了，在这两个星期的实习当中我感受颇多。从一开始对C语言的一无所知到逐渐初步掌握了一些C语言的语法知识以及操作方法，这个学习的过程让我觉得很充实，很有意义。C语言作为国际上广泛流行的通用程序设计语言，在计算机的研究和应用中已展现出强大的生命力。C语言兼顾了诸多高级语言的特点，是一种典型的结构化程序设计语言，它处理能力强，使用灵活方便，应用面广，具有良好的可移植性。C语言是写给电脑看的语言，电脑只懂二进制，所以我们就必须掌握二进制与八进制、十进制、十六进制的转换关系。其次，我们必须记住C语言的关键字，且C语言有许多常用字符，它们和ASCII代码一一对应。再次，C语言有许多运算符，它们的结合方向不一样，且有各自的优先级。我们要掌握C语言，那么掌握它们就是基础。C语言是一种高级语言，是所有语言的基础，学好C语言，将对我们今后的语言课程的学习有很大帮助。 我认为这次的计算机强化训练对我们以后工作，学习都有很大的帮助，使我们受益匪浅。
