2. Порядок выполнения практической работы

Постановка задачи: Разработать модуль САПР для автоматизации расчета зажимного приспособления. Программное обеспечение САПР отладить на тестовом примере, где входными данными являются:

Таблица 5

Входные данные

№	Наименование	Обозначение	Значение	Ед. изм
1	Диаметр винта		12	мм
2	Вид опорной поверхности	-	По типу «а» на рис. 2	-
3	Сила, прилагаемая к рукоятке ключа		80	Н
4	Метод обработки	-	Точение чистовое	-
5	Род привода	-	Ручной зажим	-
6	Расположение рукоятки для ручных зажимных устройств	-	Расположение рукоятки с большим (более 90) диапазоном угла ее отклонения	-
7	Материал заготовки	-	Чугун	-
8	Геометрические параметры формы зажима	-	В зависимости от вида опорной поверхности: ничего или , или , или ,	мм
9	Обработка	-	Чистовая	-
10	Установка	-	На штыри

Этап 1. Анализ. Данные необходимые для проектирования представлены не только в виде чисел, но и в виде словесного описания. Такие данные (в виде словесного описания) необходимо классифицировать. С помощью классификатора разрабатывается система кодов (табл. 6…12).

Таблица 6

Система кодирования вида опорной поверхности

Вид опорной поверхности	Значение кода Vid
По типу «а» на рис. 2	1
По типу «б» на рис. 2	2
По типу «в» на рис. 2	3
По типу «г» на рис. 2	4

Таблица 7

Система кодирования метода обработки

Метод обработки	Значение кода Met
Сверление	1
Зенкерование чистовое	2
Точение и предварительное растачивание	3
Точение чистовое и растачивание	4
Фрезерование цилиндрическое предварительное или чистовое торцовое	5
Шлифование	6
Протягивание	7
Предварительное зенкерование	8

Таблица 8

Система кодирования материала заготовки

Материал заготовки	Значение кода Mat
Сталь	1
Чугун	2
Вязкая сталь	3
Твердая сталь	4
Чугун и сталь	5

Таблица 9

Система кодирования расположения рукоятки для ручных зажимных устройств

Расположение рукоятки	Значение кода Ras
Расположение рукоятки с малым диапазоном угла ее отклонения	1
Расположение рукоятки с большим (более 90) диапазоном угла	2

Таблица 10

Система кодирования обработки

Обработка	Значение кода Obr
Чистовая	1
Черновая	2

Таблица 11

Система кодирования рода привода

Род привода	Значение кода Rod
Для пневматических, гидравлических и других приводов	1
Для ручных зажимов	2

Таблица 12

Система кодирования опор

Опоры	Значение кода Yst
Установка на опоры с ограниченной поверхностью контакта (штыри и пр.)	1
Установка на пластины и др. элементы с большей поверхностью	2

После разработки системы кодирования, составляют новую таблицу входных данных (табл. 13), куда заносят и определенные по классификаторам коды.

Таблица 13

Входные данные представленные в удобном виде для автоматизированных расчетов

№	Наименование	Обозначение данного или кода	Значение данного или кода	Ед. изм
1	Диаметр винта		12	мм
2	Вид опорной поверхности	Vid	1
3	Сила, прилагаемая к рукоятке ключа		80	Н
4	Метод обработки	Met	4	-
5	Род привода	Rod	2	-
6	Расположение рукоятки для ручных зажимных устройств	Ras	2	-
7	Материал заготовки	Mat	2	-
8	Обработка	Obr	1	-
9	Установка	Yst	1	-
10	Допускаемое напряжение		100	Н/м

Этап 2. Разработка математической модели и алгоритмов проектирования. Формулы (1)…(10) входят в ММ решения задачи.

Разработаем словесный алгоритм:

1. Ввести значения , Vid, , Met, Rod, Ras, Mat, Obr.

2. Назначить Yst=1.

3. Назначить 1,5; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0.

4. Определить по табл. 1 и 2 значения коэффициентов , , , , , .

5. Вычислить .

6. Вычислить .

7. Назначить =0, =0, =0, =0, =0.

8. Определить по - из табл. 3, и , и из табл. 4.

9. Назначить =0,15; =0.

10. Определить .

11. Вычислить .

12. Вычислить .

13. Назначить =2030’ и переведем в радианы по формуле =20,5/180.

14. Назначить =634’ и переведем в радианы по формуле =(6+34/60)/180.

15. Вычислить .

16. Если , то назначить =58…100; вычислить ; ; переназначить по табл. 3; и перейти к п.6; иначе перейти к п.17.

17. Печать .

Этап 3. Проектирование спецификации к алгоритму и программе (ПО САПР).

Таблица 14

Спецификация к алгоритму и ПО САПР

№	Наименование	Обозначение в алгоритме (ММ)	Обозначение в программе	Ед. изм	Статус параметра	Тип
1	Диаметр винта		Dp	мм	Входной	Целый
2	Вид опорной поверхности	-	Vid		Входной	Целый
3	Сила, прилагаемая к рукоятке ключа		Qpyk	Н	Входной	Не целый
4	Метод обработки	-	Met	-	Входной	Целый
5	Род привода	-	Rod	-	Входной	Целый
6	Расположение рукоятки для ручных зажимных устройств	-	Ras	-	Входной	Целый

Продолжение табл. 14

№	Наименование	Обозначение в алгоритме (ММ)	Обозначение в программе	Ед. изм	Статус	Тип
7	Материал заготовки	Mat	Mat	-	Входной	Целый
8	Обработка	Obr	Obr	-	Входной	Целый
9	Установка	Yst	Yst	-	Входной	Целый
10	Допускаемое напряжение		Gp	Н/м	Входной	Не целый
11	Коэффициенты	, , , , , , ,	K1,K2,K3,K4,K5,K6,K0	-	Расчетный	Не целый
12	Коэффициент запаса		Kzap	-	Расчетный, выходной	Не целый
13	Длина рукоятки		Lpyk	мм	Расчетный	Целый
14	Допускаемая сила зажима		Qdop	Н	Расчетный	Не целый
15	Крутящий момент		Mkp	Н*мм	Расчетный	Не целый
16	Сила закрепления		Q	Н	Расчетный, выходной	Не целый
17	Средний радиус резьбы		rcp	мм	Расчетный	Не целый
18	Угол витка резьбы		dn		Входной	Не целый
19	Угол трения в резьбовом соединении		ft		Входной	Не целый
20	Коэффициент, зависящий от размеров и формы поверхности соприкосновения зажимного элемента с поверхностью		Kf	-	Расчетный	Не целый
21	Коэффициент трения		fm	-	Входной	Не целый
22	Радиус опорного торца винта		rt	мм	Входной	Не целый
23	Радиус сферы опорного торца		rc	мм	Входной	Не целый
24	Угол при вершине конусного углубления	β	b		Входной	Не целый
25	Внутренний диаметр резьбы винта или гайки		dvn	мм	Расчетный	Не целый
26	Средний диаметр резьбы		dcp	мм	Расчетный	Не целый

Окончание табл. 14

№	Наименование	Обозначение в алгоритме (ММ)	Обозначение в программе	Ед. изм	Статус	Тип
27	Наружный диаметр опорного кольцевого торца		D_nar	мм	Входной	Не целый
28	Внутренний диаметр опорного кольцевого торца		D_vn	мм	Входной	Не целый
29	Промежуточный параметр	-	Dp1	мм	Расчетный	Не целый
30		-	Q1	Н	Расчетный	Не целый
31		-	m		Расчетный	Не целый

Этап 4. Разработка тестового примера. Подготовим входные данные (табл. 15), и рассчитаем тестовый пример по алгоритму:

1. Назначим , Vid=1, =80 Н, Met=4, Rod=2, Ras=2, Mat=2, Obr=1.

2. Назначим Yst=1.

3. Назначим 1,5; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0.

4. Определим по табл. 1 и 2 значения коэффициентов , , , , , .

5. Вычислим .

6. Вычислим мм.

7. Назначим =0, =0, =0, =0, =0.

8. Определим по - из табл. 3, и мм, и мм из табл. 4.

9. Назначим =0,15; =0.

10. Определим

11. Вычислим .

12. Вычислим .

13. Назначим =2030’ и перевести в радианы по формуле =20,5/180=0,3578 рад.

14. Назначим =634’ и перевести в радианы по формуле =(6+34/60)/180=0,1146 рад.

15. Вычислим .

16. Так как , то назначим =100; вычислим ; Вычислим новое ; переназначим по табл. 3 на ближайшее большее, и перейдем к п.6.

17. Вычислим мм.

18. Назначим =0, =0, =0, =0, =0.

19. Определим по - из табл. 3, и мм, и мм из табл. 4.

20. Назначим =0,15; =0.

21. Определим

22. Вычислим .

23. Вычислим .

24. Назначим =2030’ и перевести в радианы по формуле =20,5/180=0,3578 рад.

25. Назначим =634’ и перевести в радианы по формуле =(6+34/60)/180=0,1146 рад.

26. Вычислим .

27. Так как , печатаем .

Таблица 15

Тестовый пример

№	Наименование	Обозначение данного или кода	Значение данного или кода	Ед. изм
1	Диаметр винта		12	мм
2	Вид опорной поверхности	Vid (по типу «а» на рис.2)	1
3	Сила, прилагаемая к рукоятке ключа		80	Н
4	Метод обработки	Met (точение чистовое и растачивание)	4	-
5	Род привода	Rod (для ручных зажимов)	2	-
6	Расположение рукоятки для ручных зажимных устройств	Ras (неудобное расположение рукоятки)	2	-
7	Материал заготовки	Mat (чугун)	2	-
8	Обработка	Obr (чистовая)	1	-
9	Установка	Yst (на штыри)	1	-
10	Допускаемое напряжение		100	Н/м
11	Окончательный наружный диаметр винта		24	мм

Этап 5. Разработка программы по алгоритму.

Program Prisposoblenie_Zazimnoe;

Label 1;

Var K1,K2,K3,K4,K5,K6,K0:Real;

Vid,Met,Mat,Ras,Rod,Obr,Yst,Dp:Byte;

Qpyk,rc,Lpyk,Kzap,rt,D_nar,D_vn,dvn,dcp:Real;

Q,rcp,b,m,Kf,Mkp,Qdop,fm,dn,ft,Gp,Q1,Dp1:Real;

Begin

Write('Dp='); Readln(Dp);

Write('Vid='); Readln(Vid);

Write('Qpyk='); Readln(Qpyk);

Write('Met='); Readln(Met);

Write('Rod='); Readln(Rod);

Write('Ras='); Readln(Ras);

Write('Mat='); Readln(Mat);

Write('Obr='); Readln(Obr);

Yst:=1;

K0:=1.5;

K1:=1; K2:=1; K3:=1; K4:=1; K5:=1; K6:=1;

Case Met Of

1: If Mat=2 Then K1:=1.15;

2: If Mat=2 Then K1:=1.20;

3: If Mat=2 Then K1:=1.25 Else If Mat=1 Then K1:=1.6;

4: If Mat=2 Then K1:=1.40 Else If Mat=1 Then K1:=1.05;

5: If Mat=3 Then K1:=1.80 Else If Mat=4 Then K1:=1.40;

6: If Mat=5 Then K1:=1.20;

7: If Mat=5 Then K1:=1.50;

8: If Mat=2 Then K1:=1.30;

End;

If Obr=2 Then K2:=1.20;

If (Met=3) or (Met=4) or (Met=6) Then K3:=1.20;

If (Rod=2) Then K4:=1.30;

If (Ras=2) Then K5:=1.20;

If (Yst=2) Then K6:=1.50;

Kzap:=K0*K1*K2*K3*K4*K5*K6;

If Kzap<2.5 Then Kzap:=2.5;

1: Lpyk:=14*Dp;

rt:=0; rc:=0; D_nar:=0; D_vn:=0; Qdop:=0;

Case Dp Of

4: Begin dvn:=3.242 ; dcp:=3.545 ; Qdop:=500 ; End;

5: Begin dvn:=4.143 ; dcp:=4.480 ; Qdop:=750 ; End;

6: Begin dvn:=4.917 ; dcp:=5.513 ; Qdop:=1000 ; End;

8: Begin dvn:=6.647 ; dcp:=7.188 ; Qdop:=3100 ; End;

10:Begin dvn:=8.376 ; dcp:=9.026 ; Qdop:=4900 ; End;

12:Begin dvn:=10.106 ; dcp:=10.863 ; Qdop:=7000 ; End;

16:Begin dvn:=13.835 ; dcp:=14.701 ; Qdop:=12500 ; End;

20:Begin dvn:=17.294 ; dcp:=18.376 ; Qdop:=19600 ; End;

24:Begin dvn:=20.752 ; dcp:=22.051 ; Qdop:=28000 ; End;

26:Begin dvn:=24.376 ; dcp:=25.026 ; Qdop:=37500 ; End;

Else Begin writeln('Dannix net');Readln; Exit; End;

End;

fm:=0.15; Kf:=0;

Case Vid Of

1: Kf:=0;

2: Begin rt:=0.4*dvn; Kf:=0.6*fm*rt; End;

3: Begin Write('rc='); Readln(rc); b:=120;

b:=b*Pi/180; Kf:=rc*cos(b/2)/sin(b/2);

End;

4: Begin Write('D_nar='); Readln(D_nar);

Write('D_vn='); Readln(D_vn);

Kf:=0.33*fm*(D_nar*sqr(D_nar)-D_vn*sqr(D_vn))/(sqr(D_nar)-sqr(D_vn));

End;

End;

Mkp:=Qpyk*Lpyk;

rcp:=dcp/2;

dn:=20.5; dn:=dn*Pi/180;

ft:=6+34/60; ft:=ft*Pi/180;

m:=dn+ft;

Q:=Kzap*Mkp/(rcp*sin(m)/cos(m)+Kf);

Writeln('Mkp=',Mkp:8:1,' Q=',Q:8:1,' Kzap=',Kzap:3:1,' Qdop=',Qdop:8:1);

If Q>Qdop Then Begin

Write('Gp='); Readln(Gp);

Q1:=Mkp*Kzap/(0.2*Dp+0.15*Kf);

Dp1:=SQRT(Q1/0.5/Gp);

Writeln('Dp1=',Dp1:4:1,' -> yvelichim Dp');

If Dp1<=4 Then Dp:=4;

If (Dp1>4) And (Dp1<=5) Then Dp:=5;

If (Dp1>5) And (Dp1<=6) Then Dp:=6;

If (Dp1>6) And (Dp1<=8) Then Dp:=8;

If (Dp1>8) And (Dp1<=10) Then Dp:=10;

If (Dp1>10) And (Dp1<=12) Then Dp:=12;

If (Dp1>12) And (Dp1<=16) Then Dp:=16;

If (Dp1>16) And (Dp1<=20) Then Dp:=20;

If (Dp1>20) And (Dp1<=24) Then Dp:=24;

If (Dp1>24) And (Dp1<=26) Then Dp:=26;

If (Dp1>26) Then Begin Writeln('Dp>26'); Readln; Exit; End;

Goto 1;

End

Else

Writeln('R E Z U L T A T:');

Writeln('Mkp=',Mkp:8:1,' Q=',Q:8:1,' Kzap=',Kzap:3:1,' Qdop=',Qdop:8:1);

Writeln('Dp=',Dp);

Readln;

End.

Этап 6. Отладка программы по тестовому примеру.

Результат выполнения программы:

Dp=12

Vid=1

Qpyk=80

Met=4

Rod=2

Ras=2

Mat=2

Obr=1

Mkp= 13440.0 Q= 19036.7 Kzap=3.9 Qdop= 7000.0

Gp=100

Dp1=21.0 -> yvelichim Dp

Mkp= 26880.0 Q= 18756.1 Kzap=3.9 Qdop= 28000.0

R E Z U L T A T:

Mkp= 26880.0 Q= 18756.1 Kzap=3.9 Qdop= 28000.0

Dp=24

Результат работы программы совпадает с тестовым примером.