В статье описывается общая характеристика языка программирования Python, его интегрированной среды разработки IDLE, некоторые синтаксические структуры, а также способ применения программирования в конструкторских расчетах на примере части расчета червячной передачи и выбора соответствующего материала элементов.
In the article is described general characteristic of Python programming language, integrated development environment IDLE, some syntax structures and method of using programming in engineering calculations for example using part of calculation of worm gear and choosing appropriate material of elements.
Python — это мощный язык программирования, который прост в изучении, как заявляют разработчики, и эффективен для использования в различных сферах.
IDLE — это интегрированная среда разработки на языке Python. С её помощью можно запускать, просматривать, редактировать, отлаживать программы на Python. Имеет подсветку синтаксиса (совокупность формальных правил написания программ на данном языке), что облегчает чтение кода и понимание его структуры [1].
Опыт применения IDLE в конструкторских расчётах оказался очень полезным. Конструирование включает в себя большое количество различных расчётов, которые связаны друг с другом поэтапно. В случае совершения расчетной ошибки в определённый момент, она скажется на дальнейших результатах, что в итоге приведёт к неправильным выводам и невозможности адекватно выбрать соответствующие параметры для создания чертежей и моделей.
Использование IDLE позволяет вносить в расчеты изменения в рамках конкретной формулы или выражения, которое в последующем отразится на расчетах, задавать и анализировать входные данные с последующим принятием решений в зависимости от условий.
Далее будет описана работа IDLE на примере кинематического расчета привода.
Следует описать команды синтаксиса, которые применялись для части расчетов червячной передачи.
Функция «print()» позволяет вывести на экран определенные значения, которые будут прописаны в скобках.
Функция «round(a, b)» позволяет округлять значения до определенного количества знаков после запятой. Вместо a подставляется значение переменной, которое требуется округлить, а вместо b подставляется количество знаков после запятой.
Условная инструкция «if … else …» имеет следующий синтаксис «if(если) условие: блок инструкций 1; else(иначе) блок инструкций 2». Блок инструкций 1 будет выполнен, если условие истинно. Если условие ложно, будет выполнен блок инструкций 2 [2].
Входными данным для расчетов служат окружное усилие на барабане F равное 5,5 кН, скорость ленты V равная 0,6 м/с, диаметр барабана D равный 315мм. Схема привода представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема привода
Рассмотрим часть кода на рисунке 2, в которой рассчитывается скорость скольжения колеса червячной передачи и выбирается соответствующий материал.
Рис. 2. Программа для расчета скорости скольжения
В первой строке задаются переменные, каждой из которых присваивается значение, взятые из входных данных, например, n2 — частота вращения колеса, T2 — вращающий момент на колесе, u — передаточное число и так далее.
Во второй строке рассчитывается временной ресурс передачи, а далее в третьей строке выводится получившееся значение. Данная формула учитывает значения таким образом, что в результате число получается в часах.
В четвертой строке символами «vsk» задается переменная скорости скольжения, которая рассчитывается в соответствии с формулами методики и в нее подставляются переменные, которым были присвоены значения.
Далее работает блок условия, который можно свести к схеме: если скорость скольжения больше и/или меньше какого-то значения, то присваиваем ей определенное наименование и значения напряжений для последующих расчетов.
На рисунке 3 показаны выходные данные, которые могут использоваться для дальнейших вычислений в программе и для собственных целей.
Рис. 3. Выходные значения
Кратко опишем действия программы: полученное значение скорости скольжения равно 1,25 (м/с, размерности учитываются формулами, которые используются для расчета), далее происходит проверка соответствия значений определенным промежуткам, полученная скорость проходит по условию меньше 2, потому начинает работать соответствующий блок инструкций, то есть выводится значения «Group3, SCH20», данные символы условно определяют, что материал принадлежит третьей группе и является серым чугуном (СЧ20).
Литература:
- The Python Tutorial // Python. URL: https://docs.python.org/3/tutorial/index.html (дата обращения: 3.12.2017).
- Занятие 2. Условия // Питонтьютор. URL: http://pythontutor.ru/ (дата обращения: 3.12.2017).
