Оценка влияния наружного диаметра колеса на силу сопротивления качения
Нижегородский государственный технический университет
Кафедра «Автомобили и тракторы»
Курсовая работа по САПР
Оценка влияния наружного диаметра колеса на силу сопротивления качения
Выполнил: студент группы 02-А-3
Плесков А. П
Проверил: Тумасов А. В
г. Нижний Новгород
2006 год
Содержание
.Введение
1.постановка задачи………………………………………………………………1
2.Сведения из теории……………………………………………………………..1
3.Блок схема программы…………………………………………………………3
4.Текст программы………………………………………………………….…….4
5.интерфейс программы…………………………………………………….……8
6.Результаты расчёта…………………………………..………………….………9
7.Графики зависимостей………………………..………….……………….…….9
8.вывод…………………………………………………………………………....10
Введение
Для сокращения затрат времени и средств на осуществление конструкторской и технологической подготовки производства необходимо их автоматизировать. Следствием научно технического прогресса является неиссякаемая потребность в обработке новых программных средств. При этом каждая такая разработка при решении инженерной задачи выполняются по следующим этапам:
На первом этапе осуществляется постановка задачи, формируется конечная цель решения, являются исходные параметры и параметры результаты. Затем строится математическая модель - связывающих исходные параметры и параметры результаты.
На третьем этапе выбирается метод решения задачи, позволяющий, пользуясь математической моделью ,найти параметры результаты по заданным исходным данным. Руководствуясь принятым методом строится алгоритм решения задачи –сформулированной на каком либо языке и в виде графической схемы последовательность действий, которая, если ей следовать приведёт от исходных данных к искомому результату.
На пятом этапе составляется программа ЭВМ – тот же алгоритм, но записанный на языке понятном конкретному вычислительному устройству. Далее после контрольных просчётов инструмент исследования (программа) может оказаться совершенно не пригодным средством.
Действительно, при построении математической модели, которое в частности связано абстрагированием второстепенными факторами, могут быть упущены или неконкретно учтены некоторые важные обстоятельства.
Во всех случаях для завершения работ по созданию программного средства требуется вернутся к тому или иному этапу решения задачи. Поэтому, если инженер является специалистом только в своей области специальных знаний, то в период разработки новых программ он оказывается обречённым на полную зависимость от математика и программиста, что очевидно не способствует пользе дела. А современный инженер владеет основами, как правило и элементарными навыками программирования, испытывая, возможно некоторую уверенность при разработке прикладных программ.
1.Постановка задачи
Задание: Оценка влияния наружного диаметра колеса на сопротивление качению.
Исходные данные:
- плечо действия нормальной реакции;
- Нормальная реакция;
- Момент подводимый к колёсам;
- Коэффициент нормальной деформации шины;
2.Сведения из теории
Для оценки влияния наружного диаметра колеса на силу сопротивления качению необходимо рассмотреть силы, действующие на колесо и параметры колеса диаметр, высоту ширину шины.
Рис.1 силы, действующие на колесо.
Y=0,8-0,85-коэффициент нормальной деформации шины для легкового автомобиля.
d - Посадочный диаметр обода колеса.
H- Высота профиля шины.
B- Ширина профиля шины.
K- Коэффициент профиля шины.
D- Наружный диаметр колеса.
a- Плечо действия нормальной реакции.
T- Момент подводимый к колёсам.
Ff=((a*R)/rd)+(T*(rd-rk))/rd*rk – сила сопротивления качению в зависимости от наружного диаметра колеса выраженного через радиусы;
D=d+(2*K*B) – наружный диаметр колеса;
d=D-2*K*B – посадочный диаметр;
rd=0.5(D-2*K*B)+Y*K*B – динамический радиус колеса выраженный через наружный диаметр;
rk=1,04*rd – радиус качения;
В расчётах принято средние расчитанные параметры для легкового автомобиля:
a=0,006(м)
R=4500(H)
T =250(H*M)
Y=0,8
3.Блок схема алгоритма расчёта
|
SHAPE \* MERGEFORMAT
|
a, R, T, Y, K, B, d |
|
a, R, T, Y, K, B, d |
|
B=B/1000; K=K/100; d=d*0,0254; Y=Y/10; a=a/10; D=d+2*K*B; rd=0,5(D-2*K*B)+Y*K*B; rk=1,04*rd |
|
i=1 |
|
Diam=D1 to D2 Step(D2-D1)/10 |
|
i=i+1 |
|
Ff=((a*R)/rd)+(T(rd-rk))/rd*rk) |
|
Diam(i); Ff(i); |
|
КОНЕЦ |
4.Текст программы
Private Sub UserForm_Initialize()
Dim st As String
Dim e As String
line3:
e = InputBox("Прочитать из файла?")
If e = "да" Or e = "yes" Or e = "д" Or e = "y" Then
GoTo line1
ElseIf e = "нет" Or e = "no" Or e = "н" Or e = "n" Then
GoTo line2
Else
GoTo line3
End If
line1:
Open ThisWorkbook.Path & "\dok.txt" For Input As #1
For i = 1 To 23
Line Input #1, st
If i = 2 Then TextBox1.Value = CInt(st)
If i = 3 Then TextBox4.Value = CInt(st)
If i = 6 Then TextBox2.Value = CInt(st)
If i = 7 Then TextBox5.Value = CInt(st)
If i = 10 Then TextBox3.Value = CInt(st)
If i = 11 Then TextBox6.Value = CInt(st)
If i = 14 Then TextBox9.Value = CInt(st)
If i = 17 Then TextBox8.Value = CInt(st)
If i = 20 Then ComboBox2.Text = st
If i = 23 Then TextBox11.Value = CInt(st)
Next i
Close #1
line2:
ComboBox2.AddItem "4400"
ComboBox2.AddItem "4450"
ComboBox2.AddItem "4500"
ComboBox2.AddItem "4550"
End Sub
Private Sub CommandButton1_Click()
Unload UserForm1
End Sub
'АЛГОРИТМ ДЛЯ КНОПКИ РАСЦЁТ
Private Sub CommandButton2_Click()
'обьявление необходимых переменных
Dim B(1 To 2) As Single
Dim R As Integer
Dim T As Integer
Dim K(1 To 2) As Single
Dim d(1 To 2) As Single
Dim a As Single
Dim Y As Single
Dim rk(1 To 2) As Single
Dim Dn(1 To 11) As Single
Dim rd(1 To 2) As Single
Dim Ff(1 To 11) As Single
Dim H(1 To 2) As Single
Dim Diam As Single
Dim LT As Boolean
Dim box As Variant
'програма проверки коректности ввода чисел в форму
If ComboBox2.Text = "" Then
MsgBox ("Введите реакцию Rz")
GoTo line:
End If
For Each box In Controls
If Left(box.Name, 7) = "TextBox" Then
If IsNumeric(box.Value) = False Then
MsgBox ("Все ли числа")
GoTo line:
End If
If box.Value <= 0 Then
MsgBox ("ПРоверьте все ли числа >0?")
GoTo line:
End If
End If
Next box
'присваевание переменных ячейкам
B(1) = TextBox1.Value
K(1) = TextBox2.Value
d(1) = TextBox3.Value
B(2) = TextBox4.Value
K(2) = TextBox5.Value
d(2) = TextBox6.Value
Y = TextBox9.Value
T = TextBox8.Value
a = TextBox11.Value
Open ThisWorkbook.Path & "\dok.txt" For Output As #1
Print #1, "ширина, В"
For i = 1 To 2
Print #1, B(i)
Next i
Print #1, ""
Print #1, "коэфицент,%"
For i = 1 To 2
Print #1, K(i)
Next i
Print #1, ""
Print #1, "посадочный диаметр"
For i = 1 To 2
Print #1, d(i)
Next i
Print #1, ""
Print #1, "коэф.норм деформации"
Print #1, Y
Print #1, ""
Print #1, "момент подв. к колёсам,Нм"
Print #1, T
Print #1, ""
Print #1, "нормальная реакция,(H)"
Print #1, ComboBox2.Text
Print #1, ""
Print #1, "плечо силы,м"
Print #1, a
Close #1
R = CSng(ComboBox2.Text)
LT = CheckBox1.Value
'UserForm1.Hide
'расчёт необходимых переменных
a = a / 1000
Y = Y / 10
For i = 1 To 2
B(i) = B(i) / 1000
K(i) = K(i) / 100
d(i) = d(i) * 0.0254
H(i) = K(i) * B(i)
Dn(i) = d(i) + 2 * H(i)
rd(i) = 1 / 2 * (Dn(i) - 2 * H(i)) + Y * H(i)
rk(i) = 1.04 * rd(i)
Next i
i = 1
With Worksheets("лист1")
Range("A1").Value = "Dнар."
Range("B1").Value = "Fсопр."
For Diam = Dn(1) To Dn(2) Step (Dn(2) - Dn(1)) / 10
Ff(i) = (a * R) / (1 / 2 * (Diam - 2 * H(1)) + Y * H(1)) + T * ((1 / 2 * (Diam - 2 * H(1)) + Y * H(1)) - 1.04 * (0.5 * (Diam - 2 * H(1)) + Y * H(1))) / (0.5 * (Diam - 2 * H(1)) + Y * H(1)) * 1.04 * (0.5 * (Diam - 2 * H(1)) + Y * H(1))
Cells(i + 1, 1).Value = Diam
Cells(i + 1, 2).Value = Ff(i)
i = i + 1
Next Diam
End With
With Worksheets("лист1")
For i = 1 To 2
Cells(1, 5).Value = ("Fсопр.")
Cells(1, 3).Value = ("rдин.")
Cells(1, 4).Value = ("dпос.")
Cells(1, 6).Value = ("Dнар.")
Cells(1, 7).Value = ("rкач.")
Cells(i + 1, 3).Value = rd(i)
Cells(i + 1, 4).Value = d(i)
Cells(i + 1, 5).Value = Ff(i)
Cells(i + 1, 6).Value = Dn(i)
Cells(i + 1, 7).Value = rk(i)
Next i
Unload UserForm1
If LT = False Then
Макрос1
Else
Макрос2
End If
End With
line:
End Sub
В данной программе были использованы макросы, при помощи которых строится зависимость силы сопротивления качения от наружного диаметра колеса, очистка листов, запись и считывание из файлов.
Программа позволяет делать выбор метода расчёта: методом наименьших квадратов или с уравнением линии тренда.
5.Интерфейс программы.
Пользовательская форма программы имеет одну вкладку. На ней производится ввод исходных данных, кнопка расчёта или отмены.
Общий вид пользовательской формы представлен на рис.
Общий вид пользовательской формы
6.Результаты расчёта
1.Расчёт при R=4500 (H)
|
Наружный диаметр колеса (м) |
Сила сопротивления качению (Н) |
|
0,5752 |
99,8863449 |
|
0,58113 |
98,7118912 |
|
0,58706 |
97,562645 |
|
0,59299 |
96,4377823 |
|
0,59892 |
95,3365173 |
|
0,60485 |
94,2580948 |
|
0,61078 |
93,2017822 |
|
0,61671 |
92,166893 |
|
0,62264 |
91,1527634 |
|
0,62857 |
90,1587601 |
|
0,6345 |
89,1842575 |
Уравнение линии тренда: 218,5856*x^3-154,77*x^2-233,068*x+243,5075
2.Расчёт при R=4550 (H)
|
Наружный диаметр колеса (м) |
Сила сопротивления качению (Н) |
|
0,5752 |
101,026596 |
|
0,58113 |
99,8394394 |
|
0,58706 |
98,6777649 |
|
0,59299 |
97,5407486 |
|
0,59892 |
96,4275894 |
|
0,60485 |
95,3375168 |
|
0,61078 |
94,2698135 |
|
0,61671 |
93,2237701 |
|
0,62264 |
92,1987152 |
|
0,62857 |
91,1940079 |
|
0,6345 |
90,2090225 |
7.График зависимости
1.
2.
8.Вывод
Использование САПР значительно упрощает процесс вычислений, повышает эффективность инженерных расчётов. В данной работе был произведён расчёт алгоритма оценки влияния наружного диаметра колеса на силу сопротивления качению в ходе чего была получена зависимость силы сопротивления качению от наружного диаметра колеса. С увеличением наружного диаметра колеса сила сопротивления уменьшается.