《毕业设计（论文）-滚动轴承设计中相关数据自动查取算法与自动计算程序设计（VB程序） .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-滚动轴承设计中相关数据自动查取算法与自动计算程序设计（VB程序） .doc（40页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、淮海工学院二七届毕业设计（论文） 第40页 共35页1 毕业设计(论文)说明书题 目： 滚动轴承设计中相关数据自动查取 算法与自动计算程序设计 作 者： 学 号：系 (院)： 机械工程系 专业班级： 机械设计制造及其自动化 机械032 全套VB程序，答辩，实习报告等完整版设计，联系153893706指导者： 评阅者： 2007 年 6 月 连 云 港毕业设计（论文）中文摘要滚动轴承设计中相关数据自动查取算法与自动计算程序设计 摘 要：本文主要介绍了如何利用Visual Basic60（VB）语言编写滚动轴承自动设计系统，本人以模块化设计思想为指导，将VB这个可视化的、面向对象的编程语言作为开发
2、工具，开发了用户界面友好的滚动轴承自动设计系统，提高了设计质量，实现了计算机自动查询相关数据并自动利用公式计算，从而替代传统的手工计算，提高了设计效率。在这个程序的编写过程中，要利用大量程序语言来处理许多连续曲线和离散数据的图表，由于曲线在各个小区间内趋于直线状，所以提出并采用多区间直线拟合算法来处理，通过与其它曲线拟合算法比较，结果证明，用这种处理数据的方法是可靠精确的。而对于不规则的复杂的离散数据，通过研究其规律，用计算机存储技术来记录，从而便于计算机程序查询和调用。关键词：计算机辅助设计 多区间直线拟合算法 自动查询 VB语言毕业设计（论文）外文摘要The Design of Autom
3、atic Inquiry Algorithm of Correlative Datas and Calculating Program in the Design of Roll over bearingsAbstract: This paper introduces primarily how to make use of the Visual Basic 6.0language (VB) to program a system of designing Roll over bearings automatically. Guided by the thought of modulariza
4、tion, a visual and object-oriented programming language is used as a tool to design this program. A friendly interface of the system of designing Roll over bearings automatically is developed for the user, and the quality of designing is improved through using the system of designing Roll over beari
5、ngs automatically. In order to replace the process of calculating by manual work and improve the efficiency of designing, the program also realizes the process of inquiring and calculating the data automatically by the computer. During the process of dealing with the system of designing Roll over be
6、arings automatically, a lot of program code is used to deal with the continuous curves and discrete datas in many diagrams. Because the interzone curves of continuous curves diagrams are vey close to beeline in shape，the algorithm of multi-interval linear interpolation is presented and used to solve
7、 this problem. Compared with other curves fitting algorithms, the results show that this method is reliable and accurate. To the complex discrete data in the diagrams, the corresponding data of the diagrams is memorized through doing research on its internal rules and making use of the computer memo
8、ry technology. So it is convenient to be inquired and transferred by the computer program. Keywords:Computer Aided Design; multi-interval linear interpolation; inquiring automatically; Visual Basic language.目 录1 引言 11.1 研究此课题的意义 11.2 计算机辅助设计系统的发展状况和趋势 12 滚动轴承设计的物理模型 42.1 滚动轴承的材料 42.2 滚动轴承的类型、代号及特点 4
9、2.3 滚动轴承类型的选择62.4 滚动轴承的润滑和密封72.5 滚动轴承的工作情况92.6 滚动轴承设计中的相关公式及参数 103 图表自动查取算法133.1 机械设计过程中数据处理的一般方法133.2 连续线图的一般曲线拟合算法133.3 连续线图的多区间直线拟合算法的提出143.4 连续线图的多区间直线拟合算法与一般曲线拟合算法的比较153.5 离散图表的自动查取算法153.6 其他参数自动查取算法153.7 算例174 程序功能规划194.1 程序语言的选择与实现的功能194.2 程序逻辑框图204.3 算法设计244.4 编写源程序245 变量设计256 变量设计表277 程序使用说
10、明298 系统配置要求32结论 33致谢 34参考文献 35附录A引言1.1 研究此课题的意义计算机辅助设计技术是当今设计技术的热门话题之一，它不仅可以从根本上改变传统的产品设计、开发和生产过程，突破时间、地域和环境的限制，从而实现设计自动化，提高产品质量，缩短产品研发周期，增强企业机械产品在时间上的竞争能力，加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高技术，也是进一步向计算机集成制造（CIM）发展的重要技术基础。计算机辅助设计技术是人工智能技术中应用最为广泛的分支之一。计算机辅助设计所具有的不仅仅是数值知识，而且其中包括大量人类专家的经验知识的处理能力，使计算机在工业中的应用得到迅速发展。机械
11、自动设计系统是特定领域的一套计算机程序,具有类似机械学领域专家在工作中利用知识进行推理来解决问题的功能。它一般用以求解那些需要人类专家才能求解的高难度问题。可以证明，富有经验的优秀设计师往往能比只有设计理论的富有才华的设计师设计出更好的产品来。计算机辅助设计技术可以利用知识库等手段帮助我们实现各领域专家设计经验的归纳和利用，从而大大推进了设计质量和工程的自动程度，提高设计效率。针对机械自动设计系统的设计，不仅需要用到自然科学的基础知识，而且需要吸收专门领域专家在设计中积累起来的大量宝贵经验。一些试验性机械自动设计系统开始在机械工业的一些产品开发中得到成功应用，并首先在系列组合产品设计中产生明显
12、的经济与社会效益。如负责全国大型水利水电工程项目审查的水力机械专家卜漱和设计的“水泵装置优化选型设计专家系统” 获得江苏省科技进步二等奖。机械自动设计系统为我们保存、使用、传播和评价某一机械方案提供了一条有效的捷径。机械自动设计系统的产生和发展必然会促进设计自动化技术在机械工程中的应用。1.2 计算机辅助设计系统的发展状况和趋势计算机辅助设计系统依靠知识库，数据库，专门的系统程序来解决各种设计问题。计算机辅助设计系统是人工智能领域内出现的很富有实用价值的计算机程序，它主要是处理专家们积累的实际经验和知识，与传统的计算机使用方法不同，计算机辅助设计系统能模拟专家解决问题的过程，首先研究设计要求及
13、各种有关事实和数据，然后应用专业知识进行反复综合与分析，最后得到用户满意的设计方案。（1）知识库知识库中存储着以某种模式表示的应用领域的知识，包括书本知识和专家独有的经验性知识，它是计算机辅助设计系统的核心。 （2）推理机根据用户提供的相关现实数据，按照专家的思维规律进行推理和控制，运用知识的规划，解决问题的方案。此部分主要通过编写相应的程序来实现。（3）人机接口它是用户与计算机辅助设计系统的窗口，通过程序实现人机交互，能输入用户的问题和有关信息，输出供用户参考的方案和有关信息。虽然专家系统能对一些重要问题提供具有专家水平的解答和设计的系统，并取得了一些显著的成绩。但是，它有局限性，主要它仅模
14、拟了大脑的如逻辑推理、抽象思维等，而人类的思维活动还包括联想、直觉、形象思维，这些思维是智能创新的关键。另外，早期的专家系统还存在知识获取的“瓶颈”，推理能力弱和学习能差。人工神经网络以及模糊技术等的发展，为解决这些难题提供新途径。近年来国内外成功地利用计算机辅助设计技术开发出的专家系统，应用到实际设计中的有：合金设计专家系统ALADIN、计算机系统配置设计专家系统XCON（R1）、设计长焦距镜头的专家系统Optex、土工阻挡墙结构设计专家系统RETWALL、生产车间加工单元设计专家系统CELL、零件加工工序设计专家系统GARI和异型协作分布式专家系统HECODES等。目前计算机辅助设计技术的
15、发展逐渐趋向标准化、集成化、智能化、网络化。 计算机辅助设计标准体系是开发应用计算机辅助设计软件的基础，是指导标准化管理部门进行计算机辅助设计技术工作决策的科学依据，也是促进计算机辅助设计技术普及应用的手段。CAD、CAPP和 CAM 系统先前都是独立发展起来的，因而有许多对同一物体的表示方式和信息描述的方式不一致，实现 CAD、CAPP 和 CAM 集成统一十分困难，因此标准化至关重要。集成化就是向用户提供一体化的解决方案，集成化的含义是多层次、多角度的。它可以解释为工程设计领域CAD、CAPP、CAM 系统之间的集成，进一步发展成为支持产品开发的全周期的集成化系统，即把计划、构思、设计、仿
16、真、制造、组装、测试以及文档生成等各个环节集成到一个统一的计算机辅助设计系统中，实现资源的共享和信息的集成。 现有的计算机辅助设计技术在机械设计中只能处理数值型的工作，包括计算、分析与绘图。然而机械产品的设计是一种复杂的创造性劳动，包括方案构思与最佳方案选择、结构设计、评价、决策以及参数选择等。把计算机辅助设计技术与专家系统（属人工智能的一个分支，它是一个运用计算机智能程序的系统，通过推理判断，模拟专家解决问题的方法和过程来解决设计的问题）结合起来，形成智能化计算机辅助设计系统是计算机辅助设计技术发展的必然趋势。随着科技的发展，网络技术发展迅速，网络化应用计算机的各部门实现信息共享，协同作业提
17、供了物质基础条件。我们将计算机辅助设计的信息、编码、标准零部件等统一存储，管理和调用，用户就可通过网络共享其中的数据。在网络计算机辅助设计技术的发展中，Internet/Web技术将对计算机辅助设计产生深远的影响，有助于提高和改善设计的工作效率与质量。这对提高生产力，进而使协同工作为可能，进而使得设计人员不受地理位置的限制，就能进行方案讨论和产品设计。目前计算机辅助设计技术已经应用于许多行业，如机械、汽车、飞机、船舶、电子、轻工、建筑、化工、纺织及服装等。而计算机辅助设计技术应用于机械类产品设计的比例最大，机械自动设计系统在整个工程计算机辅助设计中占有十分重要的地位。综上所述，计算机辅助设计技
18、术近年来取得了长足的进步，但就以机械自动设计系统解决机械零件设计问题还没有完全解决，无论在理论体系研究方面，还是在处理图表数据方面，仍存在着一些未很好解决的难点，所以我们必须对机械自动设计系统进行坚持不懈的研究，使机械自动设计系统在机械工程设计的各个领域发挥越来越重要的作用。2 滚动轴承设计的物理模型为了更好地说明我们设计蜗轮蜗杆自动设计系统的方法及过程，我们首先介绍一下在进行蜗杆传动设计过程中要利用到的相关参数和计算方法。2.1 滚动轴承的材料滚动轴承主要由内圈、外圈、滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、保持架组成。滚动轴承的内圈固定在轴颈上，外圈装在轴承孔内。通常是外圈不动、内圈随轴转动，也有内圈
19、不动、外圈回转，比如汽车车轮上的轴承。也有内外圈同时做相对转动的情况。 滚动体和内外圈的材料一般是具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和抗冲击韧性。一般用含铬的合金钢（如GC15,GCr15SiMn等）制造，热处理后硬度在HRC60-65。工作表面经磨削和抛光。保持架多用低碳钢冲压而成，也有用铜合金或塑料等软质材料制造的，以减轻滚动体的磨损。2.2 滚动轴承的类型、代号及特点2.2.1 滚动轴承的代号表2-2-1 滚动轴承代号的构成前置代号基本代号后置代号轴 成分部件代号五四三二一内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其他代号类型
20、代号尺寸系列代 号内径代号宽度系列代号直径系列代号滚动轴承可以概括地分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承三大类（具体见2.2.2）。为了统一表征各类轴承的特点，便于组织生产和选用，GB/T 2721993规定了轴承代号的表示方法。滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，用字母和数字等表示。轴承代号的构成见表2-2-1。1. 基本代号基本代号用来表明轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型轴承的内径用基本代号右起第一、二位数字表示。轴承的直径系列用基本代号右起第三位数字表示。轴承的宽度系列用基本代号右起第四位数字表示。轴承类型代号用基本代号右起第五位数字表示。2. 后置代号轴承的后置代号是用
21、字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等等。内部结构代号是表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。轴承的公差等级分为2级、4级、5级、6级、6x级和0级，共6个级别，依次有高级到低级，其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组、4组、和5组，共6个组别，径向游隙依次有小到大。3. 前置代号 轴承的前置代号用于表示轴承的分部件，用字母表示。2.2.2 滚动轴承的类型及特点一、用来承受径向载荷的轴承1 深沟球轴承60000特点：点接触，f小，所以允许转速高，但承受冲击载荷的能力差：主要承受径向力，能承受
22、一定轴向力；结构简单，成本低，适用于刚性较大和转速高的轴。2 圆柱滚子轴承N0000特点：滚动体与内、外圈线接触，承载能力比6000O轴承高1.5-3倍只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷内、外围可以分离，便于组装二、用来同时承受径向、轴向载荷的轴承1、 角接触球轴承700002、 圆锥滚子轴承30000特点：滚动体与外圈接触点的公法线与端面成角-接触角即可承受径向载荷，又可承受轴向载荷70000点接触，允许转速高；30000线接触，承受载荷能力大三、用来承受轴向力的轴承1、 推力球轴承51000、520002、 推力调心滚子轴承29000特点：内、外圈、滚动体可分离 一个套圈与轴紧配合，与轴一
23、起转动；一个套圈与轴松配合，不转动。只承受轴向力，而且允许转速低，否则磨损加剧四、具有调心能力的轴承1、 调心球轴承100002、 调心滚子轴承20000特点：外圈内表面是球面，具有自位能力，允许内、外圈轴线偏斜达2-3；10000点接触，20000线接触；20000承载能力比10000大一倍；既能承受径向载荷，也能承受不大的轴向载荷，成本高。适用于多支点和桡度较大的轴。五、径向尺寸小的轴承N40000特点：径向尺寸小，滚针数目多，没有保持架；也可没有内圈或外圈只承受径向载荷；允许转速低。六、具有缓冲、吸振能力的轴承螺旋滚子轴承50000，窄弹簧钢带绕成螺旋，承载能力低，很少应用。 2.3 滚
24、动轴承类型的选择选用轴承时，首先是选择轴承类型。下面归纳出选择轴承类型时应考虑的主要因素。一、 轴承的载荷根据载荷的大小选择轴承类型时，由于滚子轴承中主要元件是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。而球轴承中则主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。根据载荷的方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷
25、较大时，可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。二、 轴承的转速在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。轴承样本中列出了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速n值。这个转速是指载荷不太大，冷却条件正常，且为0级公差轴承时的最大允许转速。从工作转速对轴承的要求看，可以确定以下几点： 球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承。 在内径相同的条件下，外径越小，则滚动体就越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适于在更高的转速下工作。故在高速
26、时，宜选用同一直径系列中外径较小的轴承。外径较大的轴承，宜用于低速重载的场合。若用一个外径较小的轴承而承载能力达不到要求时，可在并装一个相同的轴承，或者考虑采用宽系列的轴承。 保持架的材料与结构对轴承转速影响极大。实体保持架比冲压保持架允许高一些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速。 推力轴承的极限转速均很低。当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以采用角接触球轴承承受纯轴向力。 若工作转速略超过样本中规定的极限转速，可以用提高轴承的公差等级，或者适当地加大轴承的径向游隙，选用循环润滑或油雾润滑，加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的高速性能。三、轴承的调心能力当轴的中心线与轴承座中心线不重合而
27、有角度误差时，或因轴受力而弯曲或倾斜时，会造成轴承的内外圈轴线发生偏斜。这时，应采用有一定调心性能的调心轴承或带座外球面球轴承。这类轴承在轴与轴座孔的轴线有不大的相对偏斜时仍能正常工作。四、轴承的安装与拆卸便于装卸，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有剖面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内外圈可分离的轴承（如N0000、NA0000、30000等）。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为1：12的圆锥孔的轴承。此外，轴承类型的选择还应考虑轴承装置整体设计的要求，如轴承的配置使用要求，游动要求等等。2.4滚动轴承的润滑和密封一、滚动轴承的润滑表2-4-1
28、 滚动轴承润滑方式轴承类型 dn（mmr/min）浸油/飞溅润滑 滴油润滑 喷油润滑 油雾润滑 脂润滑深沟球轴承角接触球轴承 2.5105 4105 6105 6105 （2-3）105圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承 1.6105 2.3105 3105 推力轴承 0.6105 1.2105 1.5105 滚动轴承的润滑材料有润滑油、润滑脂及固体润滑剂. 具体润滑方式（如表2-4-1）可根据速度因素dn值，参考下表选择。d为轴颈直径，mm；n为工作转速，r/min。一般情况下采用润滑脂润滑，附近具有润滑油源时，也可采用油润滑。当dn（圆周速度） （1.52)105mm.r/min）时，易采用脂润滑，
29、否则采用油润滑。滚动轴承润滑剂的选择主要取决于速度、载荷、温度等工作条件。 一般情况下，采用的润滑油黏度应不低于13mm2/s32mm2/s（球轴承油粘度略低而滚子轴承略高）。脂润滑轴承在低速、工作温度65C以下时可选钙基脂，较高温度时选用钠基脂或钙钠基脂；高速或载荷工况复杂时可选锂基脂；潮湿环境可选用铝基脂或钡基脂，而不宜选用遇水分解的钠基脂。为了更好的说明如何选择轴承润滑的方式，下面用一张图片（图2-4-2）对比轴承不同方式润滑的好与差的选择。 图 2-4-2 轴承润滑方式比较如上图所示（a）图中都有进油口和出油口，能够保证彻底润滑；而（b）图只有出油口而没有进油口，润滑不到里面。二、滚动
30、轴承的密封密封的目的： 防止灰尘、水分进入，防止润滑油流失。密封装置是轴承系统的重要设计环节之一。设计要求应能达到长期密封和防尘作用；摩擦和安装误差都要小；拆卸、装配方便且保养简单。 密封按照其原理不同可分为接触式密封和非接触式密封两大类。非接触式密封不受速度限制;接触式密封只能用在线速度较低的场合，为保证密封的寿命及减少轴的磨损，轴接触部分的硬度应在HRC40以上，表面粗糙度宜小于Ra1.60m- Ra0.80m。下面是几种不同类型的密封形式（如图2-4-3）图2-4-3 轴承密封形式2.5 滚动轴承的工作情况一、向心轴承中的载荷分布在中心轴向力作用下的滚动轴承，可以认为载荷由各滚动体平均分
31、担；但在径向力作用下，它最多只有半圈滚动体受载，且各滚动体的受载大小也不同（见图2-5-1）。根据力的平衡条件可求出受载最大的滚动体的载荷。图2-5-1 轴承受载情况二、角接触轴承中附加轴向力角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力Fs 。图2-5-2 所示轴承下半圈第i个球轴承径向力Fri 。 图2-5-2 轴承受载情况由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi 将产生径向分力Fri和轴向分力Fsi 。各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力Fs。按一半滚动体受力进行分析，得 Fs1.25Frtan 三、失效形式（见表2-5-3）在一般机械设备
32、传动系统中，由于滚动轴承的失效而造成整个传动系统的损坏所占的比例很大。因此，在滚动轴承的设计中如对各种因素考虑不周，就将降低实际的使用寿命。表2-5-3 滚动轴承失效形式失效形式现象失效原因点蚀内、外圈的滚道及滚动体的表面出现组多点蚀坑。过载、装配不当（配合过紧、内外圈不正）和润滑不良。磨 粘粒 着磨 磨损 损滚道表面、滚动体与保持架接触部分发生磨损，引起内部松动在滚道及滚动体表面上有粘着痕迹。轴承内部有研磨物、润滑不良。速度太高、润滑不良；不适当的装配；内外圈配合柱面松动。断裂内外圈上发生轴向、周向裂纹；保持架开裂；配合太紧；装配不均匀；轴承座畸变；旋转爬行或微动磨损。塑性变形滚动体或套圈滚
33、道上出现不均匀的塑性变形凹坑。静载荷或冲击载荷太大。其他锈蚀、电腐蚀、不正常温升。轴承内有湿气或酸液；有电流连接或简短通过；润滑剂太多、内部游隙不当等。 影响滚动轴承的主要因素为：载荷情况、润滑情况、装配情况、环境条件及材质或制造精度等。2.6滚动轴承设计中的相关公式和参数一、轴承寿命公式 L=()其中n为轴承转速，C为基本额定动载荷，P为当量动载荷，（球轴承=3，滚子轴承=10/3）。二、基本额定动载荷公式 C=P其中P为当量动载荷，n为轴承转速，L为预期计算寿命，指数同上。三、当量动载荷P公式 P=fp（XFr+YFa） 径向轴向同时受载 P=fpFr 受纯径向载荷 P=fpFa 受纯轴向
34、载荷其中fp为载荷系数，X为径向动载荷系数，Y为轴向动载荷系数。四、 载荷系数fp（表4-1）根据机械系统所处的工作环境和载荷情况制定的系数。表4-1 载荷系数载荷性质fp举例无冲击或轻微冲击1.01.2电机、气轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力1.21.8车辆、动力机械、起重机、造纸机、冶金机械、选矿机、卷扬机、机床等强大冲击1.83.0破碎机、轧钢机、钻探机、振动筛等五、 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y（部分）（表5-1）表5-1 径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y轴承类型Fa/FreFa/Fre判断系数e名称代号XYXY推力球轴承510000101圆锥滚子轴承30000100.
35、42.32.121.91.81.71.61.51.41.31.70.2750.2950.310.330.350.370.390.410.430.640.83角接触球承（a=25） 70000AC100.441.471.41.31.231.191.121.0210.390.4150.4450.4650.4850.5250.5550.56调心滚子轴承2000013.010.674.494.414.124.033.823.593.463.383.163.042.932.772.732.680.2250.2350.2450.2550.270.2850.2950.310.3250.3350.350.36
36、50.3750.38深沟球轴承60000100.562.31.991.711.551.451.311.151.0410.2050.240.270.290.320.360.400.430.44调心球轴承1000013.850.65 5.965.655.535.024.864.644.424.174.023.93.813.553.523.353.283.123.052.952.852.772.542.462.382.322.272.020.1650.1750.1850.1950.2050.2150.2250.2350.2450.2550.2650.2750.2850.2950.3050.3150.
37、3250.3350.3450.3550.3650.390.4050.4150.4250.4550.48圆柱滚子轴承N000010103 图表自动查取算法3.1 机械设计过程中数据处理的一般方法 在机械设计过程中，经常要用到各种数表和线图资料，如各种标准数据表、材料性能表、应力集中系数线图等。在传统的设计中，主要依靠设计人员手工查取，而有些参数则是通过查表得到的。对一些较小的数据表，用手工查很容易获得数据，若查找数据较多，数据表较大，此时查找各种数据则是一件令人头疼的事情。在采用计算机进行机械零件辅助设计的时候，必须对所有数据图表和线图进行预处理。目前对数据的处理采取以下几种方式：（1）数表或线
38、图的程序化处理若数据呈一定规律，则可用一次或几次方程拟合成公式，或者将一系列离散的数据事先输入程序，在程序运行过程中读取。这种方式具有简单、方便和快捷的优点，但它仅适用于数据不变化且数据量不太多的情况。（2）以文件的形式保存数据数据以文件的形式保存，独立于程序。当程序需要用到有关数据时，通过有关语句打开数据文件，读取有关数据。程序员应对数据文件的格式充分了解，一旦读取数据文件的程序语句定下来，数据文件本身的结构便不能随意改变。（3）采用数据库储存和管理各类数据数据库及其管理系统为数据信息处理提供了有效的工具。工程数据库（又称CAD数据库）是建立集成化计算机辅助设计系统的关键技术之一。但目前国内
39、工程数据库尚处于开发研制阶段，技术尚未成熟。3.2 连续线图的一般曲线拟合算法在科学研究和工程设计计算中，经常需要用到由离散数据点拟合生成各种曲线，再利用所生成的曲线来反求出任意点的坐标值。然而在数学上,常用的曲线拟合方法有很多种,例如:直线拟合，拉格朗日曲线，贝塞尔曲线等等，这就涉及到如何选用拟合方法以及如何实现其算法。为了选取出有效的曲线拟合方法达到最佳的逼近效果,同时又有利于实际的应用。对这些常用的曲线拟合方法进行分析比较,得出不同情况下各种拟合方法的优缺点,下面介绍各种曲线的拟合方法。给定一组有序的数据点。要求可构造一条曲线顺序通过这些数据点,称为对这些数据点进行插值,所构造的曲线称为
40、插值曲线。构造一条曲线使之在某种意义下最为接近给定的数据点，称之为对这些数据点进行逼近，所构造的曲线称为逼近曲线。这些数据点若原来位于某曲线上，则称该曲线为被逼近曲线。插值与逼近统称为拟合。（1） 线性插值法通常有多种表示直线的方法,而最常用的一种是用两点间的线性插值来表示,其定义如下:已给空间两点A(0,a)与B(1,b) ,可以是二维的也可以是三维的,其连线可以看做动点p 从首点A到末点B的轨迹。动点是随着某个参数x0,1内按线性关系运动，其直线方程为，由于其参数u 的最高次数为一次,故称为线性插值，该算法的实现相对简单。（2）拉格朗日插值法拉格朗日插值是代数多项式方法中的一种。它的前提条件是若给定一系列的节点值,则可用拉格朗日插值,求出n次多项式,使满足条件，设所求的多项式为插值条件