第三章工程手册的数据处理

1在机械 设计过 程中，往往需要从有关的工程手册或 设计规 范中 查 找各种系数或数据l 传统 方法： 设计 人 员 手工 查 取， 费时 、繁 琐l 现 代 设计 方法： 计 算机 处 理l 中心 问题 在： 如何将 这 种人工 查 找 转变成在 CAD进 程中的高效、快速 处 理。第三章第三章 工程手册的数据处理工程手册的数据处理2概述如何处理工程设计资料？ 1.4 1.8 5.4 1.8 2.5 9 轮壳 t1 轴 t 轴经D 3 4 14 3 4 22 h b键810101275853学习目标：学习目标：l学会利用 计 算机， 针对 工程 设计 中不同形式的数据，采用适当的方式 进 行 处 理；l掌握 经验 公式的建立方法；l了解几种数据管理方法的特点；l了解数据 库 与工程数据 库 的基 础 知 识 ；第三章第三章 工程数据的处理技术工程数据的处理技术 4第三章第三章 工程数据的处理技术工程数据的处理技术学习内容：学习内容：3.1 工程数据的程序化 处 理数 值 程序化数表程序化数表程序化线图线图 的程序化的程序化3.2 工程数据的文件化 处 理3.3 工程数据的数据 库 管理l学习重点：学习重点： 工程数据的程序化方法l学习难点：学习难点： 线图 的程序化5CAD软 件系 统 处 理 工程数据的方法 有以下三种：1程序化处理2文件化处理 3数据库管理6CAD软件系统 处理 工程数据的方法 有以下三种：1程序化处理： 在 编 程 时 将数据以一定的形式直接放于程序中。 处理方法有 四 种：l第一种是将 数表 中的数据或 线图 经 离散化 后存入 一维、二维或三维数 组， 用 查表 方法检索所需数据 ；l第二种是将 数表 中的数据或 线图 经 离散化 后存入 一维、二维或三维数 组， 用 插值 方法计算出所需数据 ；l第三种是将 数表 或 线图 拟合成 公式 ，编入程序 计算出 所需数据 。l第四种是第四种是 屏幕直观输出法屏幕直观输出法 ： 将整个表格可视化地显示在屏幕将整个表格可视化地显示在屏幕上，由用户凭经验自行选定。上，由用户凭经验自行选定。7程序化处理特点： 程序与数据 结 合在一起。缺点： 数据无法共享，增大程序的 长度。82文件化处理： 将数据放于 扩 展名 为 .DAT的数据文件中，需要数据 时 ，由程序来打开文件并 读 取数据。特点： 数据与程序作了初步的分离， 实现 了 有条件的数据共享 。缺点：（ 1）文件只能表示事物而不能表示 事物之 间的 联 系 。（ 2）文件 较长 。 （ 3）数据与 应 用程序之 间 仍有依 赖 关系。（ 4）安全性和保密性差。 93数据库管理：l 将 数表 及 线图 (经 离散化 )中的数据按数据库 的 规 定 进 行 文件 结 构化 ， 存放在数据 库 中 。如确定字段名、字段 类 型、字段 宽 度等l 数据独立于 应 用程序，又能 为 所有 应 用程序提供服 务 ， 这 是大 规 模工程数据的主要 处 理方法。（需借助 专业 的数据 库 管理系 统 ） 10特点：（ 1）数据共享。（ 2）数据集中。（ 3）数据 结 构化，既表示了事物，又表示了事物之 间 的 联 系。（ 4）数据与 应 用程序无关。（ 5）安全性和保密性好。p方式的选择原则是： 有利于提高 CAD作 业 的效率，降低开 发 的成本。 11概述设计数据数表 线图常数数表 普通线图列表函数程序化（数组） 单个编程处理文件化 数据库 离散为数组插值计算 函数拟合 直接应用公式折线图 带有公式处理方法数据类型设计数据类型及常用处理方法12数数 值值 程序化程序化线图线图 的程序化的程序化数表程序化数表程序化 3.1 工程数据的程序化方法工程数据的程序化方法13定定 义义 ： 数数 值值 程序化是将要使用的各个参数或程序化是将要使用的各个参数或者其函数关系，用一种合理者其函数关系，用一种合理 编编 制的程序存入制的程序存入 计计算机，以便运行使用。算机，以便运行使用。3.1.1 数数 值值 程序化程序化用数用数 组组 形式存形式存 储储 数据数据数数 值值 程序化程序化 用数学公式用数学公式 计计 算数据算数据141. 用数组形式存储数据l数据特点：数据特点： 数据是 单 一、 严 格、无 规 律可循的数列。 l程序化的方法：程序化的方法： 用一用一 维维 数数 组组 形式存形式存 储储 数据，数据，程序运行程序运行 时时 ，直接，直接 检检 索使用。索使用。float m12= 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 2024,30 ;公称尺寸 M 45 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 24 3015例例 1： 将表中的齿轮标准模数值编入程序。将表中的齿轮标准模数值编入程序。要求：要求： 程序运行时，输入计算模数值后，能输出适合的标准模数值。程序运行时，输入计算模数值后，能输出适合的标准模数值。第一系列第一系列2 2.5 3 4 5第二系列第二系列 2.252.75 （ 3.25） 3.5 （ 3.75） 4.5第一系列第一系列6 8 10 12第二系列第二系列 5.56.5 7 9 （ 11） 1416解 题 分析：考察表中数据及考察表中数据及 实际实际 使用情况，有如下特点：使用情况，有如下特点：l 所列所列 齿轮标齿轮标 准模数是一准模数是一 组组 取取 值严值严 格，而从格，而从 总总 体上体上看又无看又无 统统 一一 规规 律的的数列律的的数列 。l标准规定：标准规定： 第一系列第一系列 为优为优 先采用模数；第二系列中不先采用模数；第二系列中不 带带 括括号的数号的数 值为值为 可以采用的模数；而可以采用的模数；而 带带 括号的括号的 为为 尽可能尽可能不采用的模数，程序中不采用的模数，程序中 应应 能反映能反映 这这 一一 标标 准准 规规 定。定。l通常，模数的通常，模数的 计计 算算 值值 取取 较较 大的大的 标标 准准 值选值选 取。但取。但 对对 于于比比 标标 准准 值值 大得有限的一大得有限的一 类计类计 算算 值值 （如：（如： 计计 算算 值为值为3.005mm， 标标 准准 值为值为 3mm），）， 应选应选 用本档的用本档的 标标 准准 值值。 17程序流程程序流程 图图 如下：如下：YN读标准模数 MI开始输入计算值 Mc2MC 14？I=1 12A CB D18NNYYMC/1.02MI？选取标准模数 MI显示模数系列满意？结束CBDA19p数据特点 ： 数据是一数据是一 组单组单 一、一、 严严 格、但能找到某种格、但能找到某种规规 律的数列律的数列 。p程序化的方法： 将反映将反映 这这 种种 规规 律的数学公式律的数学公式 编编 入程序，通入程序，通 过计过计 算即算即可快速、准确地达到目的。可快速、准确地达到目的。 例例 2： 将 60， 70， 80， 90， 100， 110， 120这一标准直径系列编入程序。解解 题题 分析：分析： 这组这组 数数 值值 是按是按 10递递 增的，可增的，可 导导 出数学公式出数学公式公式：公式： D=INT(（ Dc/10.02） *10)+10 2用数学公式计算数据用数学公式计算数据203.1.2 数表的程序化方法 数表的分类： 按照数表中的数据 间 有没有函数关系，数表分 为 ： 简单 数表 和 列表函数数表 。p简单数表 记录 着研究 对 象 各自独立的常数 ， 表中的数据没有函数关系， 只能检索，不能插值 。如： 齿轮传动齿轮传动 强强 度度 计计 算算中的使用系数中的使用系数 KA数数原动机工作特性工作机械载荷特性平稳 中等冲击 较大冲击平稳 1.00 1.25 1.75轻度冲击 1.25 1.50 2.00或更大中等冲击 1.50 1.75 2.25或更大 21普通 v带型号及截面尺寸。22p列表函数数表： 表 中 的 数据 间 存在函数关系 ， Yi=f(Xi)，i=1,2,3 。 将相 应 的数据 Xi和 Yi列成表格表示参数 间的关系， 这样的数表为列表函数数表。 对于列表函数数表我们可以用插值法来查取数据。设计带传动中包角系数包角 70 80 90 100 150 160 220K 0.560.62 0.680.73 0.92 0.95 1.223按照 数表 中的 数据相关的变量 的个数， 我们可以将数表分为 一元数表 ， 二元数表 ， 三元数表 等。l一元数表 中的数据是独立的，或者只与一个因素有关， 这 种数表可以用一个一 维 数 组 来表示。l二元数表 的数据与两个因素有关，可以用二 维 数 组 表示。l三元数表 中的数据与三个因素有关，可以用三 维 数 组表示。24p数表的程序化方法1屏幕直屏幕直 观输观输 出法出法2数数 组组 存存 储储 法法3数表的文件化数表的文件化4 数表的公式化数表的公式化 处处 理理251屏幕直屏幕直 观输观输 出法出法l数据特点： 1）数表幅面不大；）数表幅面不大；2）数据）数据 为实验为实验 取得或取得或 长长 期期 经验积经验积 累的累的 有限个离散数有限个离散数 值值;3） 实际实际 使用中使用中 经经 常允常允 许许 根据情况根据情况 综综 合考合考 虑虑 ， 选选 取中取中 间间数数 值值 ， 仅仅 凭程序中凭程序中 简单简单 的条件判断的条件判断 难难 以正确以正确 选选 取。取。l程序化的方法：程序化的方法： 将整个表格可视化地显示在屏幕上，由用户凭经验自行选定。将整个表格可视化地显示在屏幕上，由用户凭经验自行选定。26例例 3： 将将 齿轮传动齿轮传动 强强 度度 计计 算中的使用系数算中的使用系数 KA数表数表程序化。要求根据原程序化。要求根据原 动动 机工作特性和工作机工作特性和工作 载载 荷特性荷特性确定适宜的使用系数确定适宜的使用系数 KA。 使用系数 KA原动机工作特性 工作机械载荷特性平稳 中等冲击 较大冲击平稳 1.00 1.25 1.75轻度冲击 1.25 1.50 2.00或更大中等冲击 1.50 1.75 2.25或更大273.1.2 数表程序化数表程序化解 题 分析： 1）表格幅面不大、数据有限；）表格幅面不大、数据有限；2） KA是是 经验值经验值 ， 实际应实际应 用允用允 许许 根据情况根据情况 综综 合考合考 虑虑， 选选 取中取中 间间 数数 值值 ；3） 仅仅 凭程序中的凭程序中的 简单简单 的条件判断的条件判断 难难 以正确以正确 选选 取。取。此此 时时 ，可采用屏幕直，可采用屏幕直 观显观显 示整个数表的方法，示整个数表的方法， 让让 用用户户 凭凭 经验经验 自行自行 选选 取取 KA。282数数 组组 存存 储储 法法 l数据特点：数据特点： 如果表