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《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言液压挖掘机是工程机械设备的重要组成部分，而动臂作为液压挖掘机的主要构件之一，其设计与优化对于挖掘机的性能和效率具有重要影响。
随着计算机辅助设计技术的发展，参数化设计方法在液压挖掘机动臂设计中的应用越来越广泛。
本文将介绍基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以提高设计效率和动臂性能。
二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析在动臂的参数化设计阶段，首先需要对设计需求进行分析。
这包括确定动臂的尺寸、材料、强度等要求，以及考虑挖掘机的整体性能和工作环境等因素。
通过分析这些需求，可以确定动臂设计的关键参数。
2. VB与APDL的结合为了实现动臂的参数化设计，我们采用VB与APDL相结合的方法。
VB作为一种编程语言，具有强大的数据处理和界面开发能力，可以方便地实现与ANSYS软件的接口连接。
而APDL则是一种用于ANSYS软件的参数化设计语言，可以实现模型的自动生成和优化。
通过将VB与APDL相结合，可以实现对动臂的参数化建模和仿真分析。
3. 参数化建模在参数化建模阶段，我们根据设计需求，利用VB编写程序，生成动臂的几何模型。
通过调整模型中的参数，可以方便地实现模型的修改和优化。
同时，我们还可以利用APDL语言，将模型导入到ANSYS软件中，进行有限元分析和优化。
三、动臂的优化设计1. 有限元分析在动臂的优化设计阶段，我们首先需要对模型进行有限元分析。
通过ANSYS软件，我们可以对模型进行网格划分、材料属性设置、边界条件设定等操作，然后进行应力、位移等分析。
通过分析结果，我们可以了解动臂在不同工况下的性能表现，为后续的优化提供依据。
2. 优化算法选择在优化算法的选择上，我们采用遗传算法、梯度下降法等优化算法。
这些算法具有全局搜索能力强、收敛速度快等特点，可以有效地对动臂进行优化设计。
用VB实现Solid Works对零件的参数化设计
王文彬;吴文英
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2003(030)006
【摘要】介绍了零件三维建模的参数化设计,通过可视化程序设计语言Visual Basic来调用三维建模软件Solid Works绘制出所需的零件,这样使得图形绘制简单,编辑方便,大大提高了工作效率.
【总页数】3页(P65-66,72)
【作者】王文彬;吴文英
【作者单位】东华大学,机械工程学院,上海,200051;东华大学,机械工程学院,上海,200051
【正文语种】中文
【中图分类】TH126
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5.VB开发SolidWorks实现机械产品参数化设计 [J], 刘志海;鲁青;李桂莉;梁慧斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
摘要V带传动是机械中广泛运用的一种传动方式，基于该传动的传统设计方法由于计算方法和手段等条件的限制，难以找出最优设计方案。
本文拟在对V带传动设计进行深入分析研究的基础上根据实际问题需要建立相应的数学模型，采用遗传优化方法进行求解，通过设计适当的算法和编制相应的软件实现该传动的优化设计。
本文主要研究了以下内容：通过对优化问题的分析，以带轮体积和最小为优化目标，并以小带轮的基准直径和基准带长为设计变量，以小带轮直径，小带轮包角，中心距，带速及V带根数等限制为约束条件，建立了V带传动优化设计数学模型。
在约束中小带轮直径约束、带速约束在求解过程中可以自动满足，而对于其余约束，采用静态罚函数法处理，将约束优化问题转换为无约束优化问题。
在遗传算法进行模型求解时，采用整数编码，并运用轮盘赌选择机制，算术交叉法和非均匀变异方法。
由于本问题的优化目标是带轮体积和的最小值，用轮盘赌选择的个体为适应度最大者，为此将目标函数映射成适应度函数，并在转换时满足适应度单值、非负、连续、最大化的要求。
针对整数编码，用1到Numd之间的整数与小带轮基准直径的标准值一一对应，由1到Numld之间的整数与基准带长的标准值一一对应，最终由一个长度为2的整数编码构成一条染色体。
最后，通过VB编制了优化设计程序。
关键词：普通V带传动；数学模型；优化设计；遗传算法；整数编码AbstractV-belt transmission is the extensive use of machinery in a drive way, the methods based on the transmission of traditional design, because of calculation methods and means of restricting conditions are difficult to find the optimal design. This paper on the basis of an in-depth analysis in the V-belt drive design in accordance with practical problems needs building a corresponding mathematical model,adopting the genetic method to solve, designing appropriate algorithms and developing the corresponding software to achieve the optimal design of the transmission. What the paper majors in are as following:Through analysis of the optimization build a mathematical model, viewing the smallest sizes of the two pulleys as the optimization goal, the standard diameter of the small pulley and the standard length of V-belt for the design variables, and the small pulley's diameter, the corners, the center distance, the speed of the V-belt transmission and the number of V-belt for the constraints. The small pulley's diameter restraint and the speed restraint in these constraints can be automatically met, and for the remaining constraints static penalty function is adopted, then the optimization problem with constraints will be converted to a non-constrained optimization problem.In addition, the paper on the genetic algorithm using integral coding and adopting the roulette gambling selection mechanism, the arithmetic crossover method and non-uniform mutation method. Since the goal is to optimize the pulley and get the minimum size, while through roulette gambling selection, the individual grown out of is of the greatest fitness, it needs mapping the objective function onto a fitness function. to connect with a standard value for length of V-belt one-to-one, and then by the end, constitute a chromosome of a length of 2 by integral Coding.Finally, program for optimal design is made through VB.Key words:ordinary V-belt drive;mathematical mode; optimal design; genetic algorithms; integral coding目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 第1章绪论. (1)1.1课题研究的意义及现状 (1)1.2论文主要研究内容 (2)第2章遗传算法基本原理 (3)2.1遗传算法简述 (3)第3章 V带传动遗传算法优化设计 (5)3.1优化设计数学模型的建立 (5)3.2遗传算法求解 (7)3.3优化算例 (9)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)附件1 (13)附件2 (15)第1章绪论1.1 课题研究的意义及现状由于V带传动是利用具有挠性的传动带作为中间物，并通过摩擦力来传动，且V带传动能缓和载荷冲击，运动平稳无噪音，结构简单，成本低，制造和安装容易，能实现过载保护，所以在工业中应用很广泛。
目录1 绪论 (1)2 设计要求 (1)3 平面四杆机构简况与本课题的研究意义 (1)3.1 平面四杆机构的应用 (1)3.2 平面四杆机构的特点： (2)3.3 本文的主要研究内容 (2)4 曲柄滑块机构的设计分析 (3)4.1 曲柄滑块机构结构分析 (3)4.2 工作行程最小传动角γwmin (4)4.2.1 曲柄转向与滑块工作行程方向的合理配置 (4)4.2.2 几何尺寸设计公式 (5)4.3 机构特殊位置处的传动角 (7)4.4 优化与设计数据 (8)4.4.1 设计变量及其范围 (8)4.4.2寻优目标函数及约束条件 (8)4.4.3设计数据 (8)4.4.4 结语 (9)5 曲柄滑块机构优化设计的方法 (9)5.1编程语言的选择 (9)5.2关于Visual Basic (10)5.3 Visual Basic的其它特性 (10)5.4 程序运行界 (11)5.4.1 设计窗口 (11)5.4.2 工具箱 (11)5.4.3 属性窗口 (12)5.4.4 【工程】窗口 (12)5.4.5 代码窗口 (13)5.4.6 【窗体布局】窗口(如图8) (13)5.4.7 菜单栏 (13)5.4.8 工具栏 (14)5.5 用户界面的设计 (14)6 设计实例 (15)7 结束语 (16)谢辞 (17)参考文献： (18)附程序代码 (19)1 绪论制造业是我国工业的主体，据统计，我国制造业的增加值占整个工业产业的78%，从业人员占82%，国内生产总值的约40%、财政收入的50%、外贸出口的80%来源于制造业。
因此，必须大力推进制造业信息化，以信息化带动工业化，提高我国制造业的整体素质和竞争力。
产品设计的数字化是制造业信息化的重要组成部分。
结合我国国情，立足应用，实现产品数字化设计，为我国制造企业的产品创新、技术创新和管理创新提供成熟成套的技术和软件工具是实现制造业信息化的有效措施。
据有关资料显示，在产品设计过程中，绘图时间约占总设计时间的34%，图纸修改时间约占8%-9%，编写零部件明细表时间约占5%，也就是说，在图纸上所花费的时间约占总设计时间的一半左右。
V带设计计算范文
1.载荷计算：根据传动装置的功率、转速和载荷情况，计算所需的V 带负载，包括曲轴、动力轮和传动轴承的负载。
2.最小楔角计算：根据V带的材料和设计转速，计算V带与带轮接触面的最小楔角。
最小楔角是指V带与带轮接触面的夹角，通常取2°至3°。
3.材料选择：根据工作环境和载荷情况，选择适合的V带材料。
常见的V带材料有橡胶V带和聚氨脂V带。
橡胶V带适用于一般工况，而聚氨脂V带适用于高载荷和高温环境。
4.带轮设计：根据传动装置的功率、转速和带速比，计算所需的带轮直径和带轮数量。
带轮直径越大，可以承受更大的负载。
带轮数量根据传动装置的空间限制和带速比来确定。
5.拉紧器选择：根据V带的长度和拉紧器的工作范围，选择适合的拉紧器。
拉紧器的作用是保持V带的适当张紧度，防止带体滑动。
6.弹性滑度计算：根据V带的规格参数和工作条件，计算V带的弹性滑度。
弹性滑度是指V带在工作过程中由于弯曲、伸缩等变形所引起的跳动。
综上所述，V带设计计算包括载荷计算、最小楔角计算、材料选择、带轮设计、拉紧器选择和弹性滑度计算等内容。
通过这些计算，可以确定适合的V带和带轮，确保传动系统的正常工作。
此外，还需要考虑螺栓连接的强度、传动装置的安装方式等因素，以确保传动系统的可靠性和安全性。
目录1 绪论 (1)2 设计要求 (1)3 平面四杆机构简况与本课题的研究意义 (1)3.1 平面四杆机构的应用 (1)3.2 平面四杆机构的特点： (2)3.3 本文的主要研究内容 (2)4 曲柄滑块机构的设计分析 (3)4.1 曲柄滑块机构结构分析 (3)4.2 工作行程最小传动角γwmin (4)4.2.1 曲柄转向与滑块工作行程方向的合理配置 (4)4.2.2 几何尺寸设计公式 (5)4.3 机构特殊位置处的传动角 (6)4.4 优化与设计数据 (7)4.4.1 设计变量及其范围 (7)4.4.2寻优目标函数及约束条件 (8)4.4.3设计数据 (8)4.4.4 结语 (9)5 曲柄滑块机构优化设计的方法 (9)5.1编程语言的选择 (9)5.2关于Visual Basic (9)5.3 Visual Basic的其它特性 (10)5.4 程序运行界 (10)5.4.1 设计窗口 (11)5.4.2 工具箱 (11)5.4.3 属性窗口 (12)5.4.4 【工程】窗口 (12)5.4.5 代码窗口 (12)5.4.6 【窗体布局】窗口(如图8) (13)5.4.7 菜单栏 (13)5.4.8 工具栏 (13)5.5 用户界面的设计 (14)6 设计实例 (14)7 结束语 (15)谢辞 (17)参考文献： (18)附程序代码 (19)1 绪论制造业是我国工业的主体，据统计，我国制造业的增加值占整个工业产业的78%，从业人员占82%，国内生产总值的约40%、财政收入的50%、外贸出口的80%来源于制造业。
因此，必须大力推进制造业信息化，以信息化带动工业化，提高我国制造业的整体素质和竞争力。
产品设计的数字化是制造业信息化的重要组成部分。
结合我国国情，立足应用，实现产品数字化设计，为我国制造企业的产品创新、技术创新和管理创新提供成熟成套的技术和软件工具是实现制造业信息化的有效措施。
据有关资料显示，在产品设计过程中，绘图时间约占总设计时间的34%，图纸修改时间约占8%-9%，编写零部件明细表时间约占5%，也就是说，在图纸上所花费的时间约占总设计时间的一半左右。
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 2 设计要求.................................................................................................................... 1 3 V带的类型与结构 .................................................................................................. 1 3.1 带传动简介 ..................................................................................................... 2 4 主要研究内容............................................................................................................ 2 5 具体的设计及计算过程............................................................................................ 3 5.1 目标函数的确定 ............................................................................................. 3 5.2 设计参数的选择 ............................................................................................. 4 5.3 根据工况系数Ka和已知所需传递的功率p确定计算功率Pca ................ 4 5.4 由Pca和n1选择v带带型 ............................................................................ 5 5.5 设计变量及其范围 ......................................................................................... 5 5.5.1 初定中心距a0的范围 .......................................................................... 5 5.5.2 计算相应的带长ld0，并有ld0查取带的基准长度ld ...................... 6 5.5.3 验算包角.............................................................................................. 6 5.5.4 验算带速v1......................................................................................... 7 5.6 对带进行受力分析 ......................................................................................... 7 5.6.1 拉力分析................................................................................................ 7 5.6.2 带的应力分析........................................................................................ 7 5.7 带的弹性滑动和打滑 ..................................................................................... 9 5.8 最后确定目标函数和约束条件 ................................................................... 10 6 优化设计方法.......................................................................................................... 10 7 最终操作界面.......................................................................................................... 12 8 vb操作窗口简介...................................................................................................... 13 8.1 新建工程窗口 ............................................................................................... 13 8.2 代码编辑窗口： ........................................................................................... 13 8.3 属性窗口 ....................................................................................................... 14 8.4 对象窗口 ....................................................................................................... 14 8.5 工具箱 ........................................................................................................... 15 9 设计实例.................................................................................................................. 15 10 结束语.................................................................................................................... 16 谢辞.............................................................................................................................. 17 参考文献...................................................................................................................... 18 附：程序代码.............................................................................................................. 19 1 绪论 带传动是当今应用最为广泛的传动方式之一，它主要应用于 机械领域，当然在其它非机械领域也有十分广泛的应用。带传动是一种挠性传动，其具有结构简单、传动平稳、价格低廉、能缓冲吸振、能在较差的环境中工作等优点。按照工作原理的不同，带传动可分为摩擦型和啮合型两种，根据传动带的截面形状的不同，摩擦型带传动又可分为平带传动、v带传动、圆带传动和多楔带传动，其中，v带传动在机械中应用得最广，比如各种汽车、拖拉机、大型机械中均有v带的应用。 随着工业技术的不断发展，v带已经标准化、系列化，根据截面尺寸的不同可分为Y、Z、A、B、C、D、E几种型号，V带还可分为普通V带、变速V带、窄型V带、切边V带、联组V带等。是产品设计的数字化方法使v带的生产更加方便快捷，更加多样化、精确化，产品质量也得以提高。产品设计的数字化是把数学规划与计算方法应用于机械设计，按照预定的目标。借助于计算机的运行寻求最优设计方案的有关参数， 从而获得好的技术经济效果，其实也就是产品的优化设计。随着我国对优化设计和计算机技术的不断地掌握和发展，优化设计方法在国内得到了迅速发展和普及应用，现在该方法已应用于产品开发、设计、生产全过程。优化设计过程要用到程序语言，该设计用的是Visual Basic 6.0，因此本课题将是一个vb与优化设计紧密相结合的、在windows平台上开发的一个具有参数优化的v带传动设计程序。在开发完成之后，将会生成一个模块，在其上输入一些参数，然后由程序自动进行计算，最终输出一个最优结果。
2 设计要求 该设计是在给出一些已知条件（诸如带传动所需传递的功率、主动轮转速、从动轮转速和工况条件等）的情况下根据v带传动的设计理论，根据参数化设计的原理，建立起带传动的参数化设计的数学模型，其目的是得到最优的带轮直径和中心距，并采用一定的算法，编出程序来实现其参数化设计过程。 1. 根据已知条件进行设计计算 2. 建立起数学模型 3. 将整个设计计算过程用vb程序语言表示 4. 建立起程序的运行界面 5. 保证所得到的结果是最优化的
