螺旋锥齿轮虚拟制造仿真算法研究

发布时间：2017-09-05 09:08

  本文关键词：螺旋锥齿轮虚拟制造仿真算法研究

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【摘要】：螺旋锥齿轮由于具有承载能力高、传动平稳、噪声低、重叠系数大等优点被广泛应用在航空、航海及汽车等领域，而且其需求量与日俱增。 目前螺旋锥齿轮制造朝着数字化虚拟制造的方向发展，虚拟加工仿真是数字化制造的关键环节。目前虚拟仿真软件主要是基于某些三维造型软件的二次开发，这种开发方式往往需要高昂的商业工程软件支持，，不具备自主知识产权，而且重用性差，一旦改变参数，就必须从头开始。因此，本论文在Delphi开发环境下，结合OpenGL图形交互技术对螺旋锥齿轮的仿真算法进行了深入的研究，该算法可独立于现有的商业软件。 具体的研究内容如下： 1.基于螺旋锥齿轮的成形法加工原理，建立了刀具、毛坯、切齿加工坐标系，提取刀具、毛坯及铣削参数，为仿真算法及仿真系统的开发打下坚实的理论基础； 2.基于螺旋锥齿轮啮合理论，建立内、外刀面与毛坯的前锥、背锥、面锥及根锥的方程，并在机床坐标系下，求解齿形边界点，解决了一元四次方程在Delphi下的求解难题。边界点的求解是齿形建模的核心算法； 3.基于Delphi+OpenGL平台，开发螺旋锥齿轮虚拟仿真系统,依据上述参数及求交点算法，通过三角片连接原理建立刀具、毛坯及齿轮的模型； 4.解析NC代码，实现螺旋锥齿轮加工的切齿仿真； 5.将多个基于成形法加工的大轮参数输入到本文开发的仿真系统中，实现了实时性的切齿仿真。验证了本软件的通用性、实时性。 本文所建立的成形法铣削大轮的虚拟加工过程依托Delphi+OpenGL图形交互技术实现，该系统不依赖于现有的三维造型软件，具有独立性。为后续的齿轮误差检测、强度分析等奠定了基础。
【关键词】：螺旋锥齿轮 成形法铣削 啮合理论 算法
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 螺旋锥齿轮虚拟制造的研究现状及存在问题8-10
• 1.2.1 螺旋锥齿轮虚拟制造研究现状9
• 1.2.2 螺旋锥齿轮虚拟仿真技术中存在的问题9-10
• 1.3 课题研究内容10-12
• 第2章 螺旋锥齿轮的啮合原理和加工方法12-18
• 2.1 螺旋锥齿轮的基本概念12-14
• 2.1.1 螺旋锥齿轮的类型12-13
• 2.1.2 螺旋锥齿轮的特点13-14
• 2.2 螺旋锥齿轮的啮合理论14-15
• 2.3 螺旋锥齿轮的切齿原理和加工方法15-17
• 2.3.1 螺旋锥齿轮的切齿原理15-16
• 2.3.2 基于成形法的加工原理16-17
• 2.4 小结17-18
• 第3章 螺旋锥齿轮虚拟加工算法研究18-45
• 3.1 锥齿轮齿坯参数化模型的建立18-21
• 3.1.1 参数化建模的含义18-19
• 3.1.2 齿坯参数化建模过程19-21
• 3.2 刀具参数化模型的建立21-23
• 3.3 齿坯的实体建模23-26
• 3.4 刀盘的实体建模26-27
• 3.5 齿面的数据点求解27-44
• 3.5.1 坐标变换原理27-29
• 3.5.2 建立齿坯和刀具方程29-32
• 3.5.3 确定边界点的分布32-35
• 3.5.4 边界点的求解35-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 仿真系统构建及加工实现45-64
• 4.1 仿真系统构建45-52
• 4.1.1 Delphi+OpenGL 开发平台46-51
• 4.1.2 虚拟仿真面板51-52
• 4.2 仿真系统实现52-59
• 4.2.1 NC 代码处理模块53-56
• 4.2.2 运动仿真模块56-59
• 4.3 实例验证59-63
• 4.4 小结63-64
• 第5章 总结与展望64-66
• 5.1 总结64
• 5.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文71

【参考文献】

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本文编号：797077