ulstu2011-4

Продолжение табл. 1.1

f

g

a

d

c

a

e b

f

a

b

10

Продолжение табл. 1.1

23

f

d c b a

Окончание табл. 1.1

s

аc

12

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2. РАСЧЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ ПО УСЛОВИЯМ

2.1. Конструкции оператора IF

Условный оператор IF реализует алгоритмическую конструкцию «развилка» и изменяет порядок выполнения операторов в зависимости от истинности или ложности некоторого логического условия.

Существует два варианта оператора: 1. Полная развилка:

IF <ЛОГИЧ. УСЛОВИЕ> THEN <ОПЕРАТОР 1> ELSE <ОПЕРАТОР 2>;

2. Укороченная развилка:

IF <ЛОГИЧ. УСЛОВИЕ> THEN <ОПЕРАТОР 1>;

Так как условный оператор IF является единым предложением, то ни перед THEN, ни перед ELSE точку с запятой ставить нельзя.

Если в одной из ветвей развилки необходимо выполнить несколько операторов, то их следует заключать в операторные скобки BEGIN – END.

Пример 2.1. Составить программу, которая по содержанию углерода в железе выдавала бы название сплава (Fe – C).

PROGRAM Fe_C; USES CRT;

VAR X:REAL; BEGIN CLRSCR;

WRITELN (‘ВВЕДИТЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА В %:’); READLN (X);

IF (X<=2.14) THEN WRITELN (‘ЭТО – СТАЛЬ’) ELSE WRITELN (‘ЭТО – ЧУГУН’);

READKEY END.

13

Многоальтернативный выбор можно осуществить также при помощи нескольких операторов IF:

IF <УСЛОВИЕ 1> THEN <ОПЕРАТОР 1>;

IF <УСЛОВИЕ 2> THEN <ОПЕРАТОР 2>;

……………………………………………….

IF <УСЛОВИЕ N THEN <ОПЕРАТОР N>;

Пример 2.2. Реализовать программу из примера 2.1 при помощи укороченных развилок IF. Алгоритм программыпредставлен в приложении Г.2.

PROGRAM Fe_C; USES CRT;

VAR X:REAL; BEGIN CLRSCR;

WRITELN (‘ВВЕДИТЕ СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕРОДА В %:’); READLN (X);

IF (X<=2.14) THEN WRITELN (‘ЭТО – СТАЛЬ’); IF (X>2.14) THEN WRITELN (‘ЭТО – ЧУГУН’);

READKEY END.

Для существенного уменьшения числа проверок логических условий, более точной записи алгоритма программы, а иногда и упрощения условий, подлежащих проверке, применяют вложенные конструкции опера-

тора IF:

IF <УСЛОВИЕ 1> THEN <ОПЕРАТОР 1>

ELSE IF <УСЛОВИЕ 2> THEN <ОПЕРАТОР 2> ELSE <ОПЕРАТОР 3>; .

14

2.2.Задания к практическому занятию

1.Разработать программу для вычисления коэффициента Z , учитывающего влияние перекрытия зубьев в сопряжении зубчатых колес:

где – угол наклона зубьев, град; – коэффициент торцового перекрытия; = 0,8 – коэффициент осевого перекрытия.

2.Разработать программу для вычисления диаметров начальных окружностей dw1 шестерни и dw2 колеса для случаев внешнего и внутреннего зацепления шестерни и колеса по приведенным ниже формулам. В зависимости от задач проектирования необходимо рассчитать диаметры только для случая внешнего зацепления (1 вариант) или внутреннего зацепления (2 вариант), что должно быть учтено в программе.

dw1 = 2aw / (u 1); dw2 = 2aw · u / (u 1),

где aw – межосевое расстояние, мм; u = z2 / z1, где z2 и z1 – соответственно число зубьев колеса и шестерни; знаки + и – относятся соответственно к внешнему и внутреннему зацеплению.

3.Разработать программу для вычисления коэффициента zV, учитывающего влияние окружной скорости V шестерни на ее износ в зубчатой передаче, как показано в приведенных ниже формулах для трех значений

15

где V – окружная скорость, м/мин; H0 – твердость поверхности зубьев зубчатых колес.

4.Разработать программу расчета податливости P витков резьбы коротких болтов, если материал болта – сталь 40Х (модуль упругости EБ = 2,05×10-5 МПа), материал гайки – сталь 40ХН2МА (модуль упругости ЕГ = 2,08×10-5 МПа), при этом соотношение наружного диаметра болта d и шага резьбы Р может изменяться в диапазоне от 6 до 20. Возможность выбора вариантов варьирования указанного соотношения должна быть предусмотрена в программе.

где d – наружный диаметр болта, мм; Р – шаг резьбы, мм;

5.Разработать программу расчета податливости P витков резьбы корот-

ких болтов с наружным диаметром d по формуле: Р = 0,80 E1d , где E –

модуль упругости материала, МПа.

В программе должна быть предусмотрена возможность расчета Р для различных значений модулей упругости E (E = 2,05×10-5 МПа– для ста-

ли 40Х; E = 1,95×10-5 МПа – для стали 40ХГСНА; E = 1,7×10-5 МПа – для стали 12Х18Н9Т). Выбор значения Е в программе должен происходить автоматически на основе введенных пользователем исходных данных о марке стали болта из приведенного выше перечня.

6.Разработать программу расчета поперечных колебаний f валов с различными вариантами размещения сосредоточенных масс m (т. е. деталей, размещенных на валу) и закрепления валов: консольное закрепление (1), на двух жестких опорах по концам вала (2) и «глухая» заделка с

16

одного конца и жесткая опора с другого конца (3). В зависимости от задач проектирования предполагается выбор из приведенного списка ка- кого-либо одного из приведенных вариантов. В программе необходимо «заложить» расчеты по приведенным ниже формулам:

f = 21 mk ,

где m – масса валов и насаженных на них деталей, кг; k = 3EJ – 1 вари-

3

ант крепления вала и установки деталей на валу; k = 48EJ – 2 вариант

3

крепления вала и установки деталей на валу; k = 12EJ – 3 вариант кре- 3,5 3

пления вала и установки деталей на валу; Е – модуль упругости материала, Па (принять Е=2,05×10-5 Па) ; J – осевой момент инерции сечения вала, м4; – длина вала, м.

7. Разработать программу для расчета статической грузоподъемности C0 (допустимой нагрузки) радиальных шарикоподшипников (1), роликоподшипников (2) или упорно-радиальных шарикоподшипников (3), если для поименованных подшипников расчет C0 ведут соответственно по формулам:

где C0 – статическая грузоподъемность, Н; f0 – коэффициент (в расчетах принять f0 = 1,25); i и z – соответственно число рядов и число тел

качения в ряду; D – диаметр тел качения, мм; – эффективная длина роликов, мм; – номинальный (начальный) угол контакта (в расчетах принять любое значение из ряда 12°, 26°, 36°).

17

8. Разработать программу для расчета момента трения Мт на торце гайки для первой и десятой ее затяжки с учетом изменения среднего значения коэффициента трения на торце гайки ft от затяжки к затяжке, а также от наличия и отсутствия смазки, если для материала 30ХГСА гайки (резьба М12×1.5) и шайбы коэффициент принимаетследующие значения:  первая затяжка: ft = 0,16, без смазки;

ft = 0,13, смазка – масло МК-8;

десятая затяжка: ft = 0,22, без смазки;

ft = 0,11, смазка – масло МК-8. Расчет Мт выполнять по формуле

Мт Q0 ft a 2d0 ;

где Q0 – усилие затяжки, Н; a – внешний диаметр опорного торца; d0 – диаметр отверстия в корпусе под болт.

В зависимости от задач проектирования предполагается выбор вариантов затяжки из приведенного выше списка, что должно быть учтено в программе расчета Мт.

9. Разработать программу для расчета момента трения Мт на торце гайки для первой и десятой ее затяжки с учетом изменения среднего значения коэффициента трения на торце гайки ft от затяжки к затяжке, а также от наличия или отсутствия покрытия гайки, если известно, что для материала ВТ6 гайки (резьба М16×1.5) и шайбы коэффициент ft принимает следующие значения:

 первая затяжка: ft = 0,16 (гайка без покрытия);

ft = 0,11 (кадмиевое покрытие гайки);

десятая затяжка: ft = 0,17 (гайка без покрытия);

ft = 0,2 (кадмиевое покрытие гайки).

Расчет Мт выполнять по формуле

18

где Q0 – усилие затяжки, Н; a – внешний диаметр опорного торца, мм;

d0 – диаметр отверстия в корпусе под болт, мм.

Взависимости от задач проектирования предполагается выбор вариантов покрытия из приведенного выше списка, что должно быть учтено

впрограмме расчета Мт.

10.Разработать программу для расчета диаметра d болтов, изготовленных из различных материалов, по заданному внешнему усилию N, воздействующему на болт, если известно, что допустимое напряжение при растяжении [ р] у болтов из различных материалов принимает сле-

дующие значения: длястали45 – 7,2 кгс/мм2; длястали20 – 4,8 кгс/мм2; для стали 30ХГСА – 20,8 кгс/мм2.

Расчет d выполнять по формуле

где d – внутренний диаметр резьбы болта, мм; N – усилие растяжения болта, кгс; [ р] – допустимое напряжение при растяжении, кгс/мм2.

В зависимости от задач проектирования предполагается выбор материалов из приведенного выше списка, что должно быть учтено в программе расчета d.

11. Разработать программу для расчета момента на ключе Мкл для создания силы затяжки резьбовых соединений, если болты изготовлены из материалов с различным пределом текучести т , принимающим следующие значения: для стали 20 – т = 24 кгс/мм2; для стали 45 – т = 45 кгс/мм2; для стали 30ХГСА – т = 108 кгс/мм2.

Расчет Мкл выполнять по формуле

19