非圆齿轮参数化设计及自动编程系统开发

发布时间：2017-08-09 20:13

  本文关键词：非圆齿轮参数化设计及自动编程系统开发

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【摘要】：非圆齿轮作为一种特殊的传动机构,由于其具有独特的优点,在航空航天、农业、纺织等诸多领域有着广泛的应用。在非圆齿轮的数控加工技术中,数控插齿加工是主要方法之一,其加工效率较高、加工范围较广,被广泛应用于非圆齿轮的加工制造中。数控编程是数控技术的重要组成部分,由于非圆齿轮形状复杂、计算繁琐,目前非圆齿轮的数控加工仍以手工编程为主,存在编程效率较低、计算量大、出错率高等缺点。因此,针对非圆齿轮的数字化设计与制造,研究开发非圆齿轮数控加工自动编程系统具有重要的意义。 本文针对非圆齿轮,尤其是对椭圆齿轮的设计过程、参数化设计步骤和自动编程系统等方面进行了研究。首先根据非圆齿轮的基本啮合原理,研究了非圆齿轮节曲线及齿廓的设计过程,并以椭圆齿轮为例,分析了椭圆齿轮设计的具体步骤,利用折算齿形法对椭圆齿轮的齿形进行了设计。然后,根据非圆齿轮参数化设计原理,采用Visual C++编程软件,通过Pro/TOOLKIT开发工具包,对Pro/E进行了二次开发,研究了非圆齿轮的参数化设计过程,并以椭圆齿轮为例,详细描述了其二次开发的具体步骤及操作过程。第三,分析了插齿加工的基本原理、运动关系及非圆齿轮数控插齿加工的过程,并在对非圆齿轮插齿加工数学模型建立方法进行研究的基础上,建立了关于椭圆齿轮的数学模型。最后,详细探讨了非圆齿轮插齿加工自动编程系统的结构、模块及界面的设计方法,建立了非圆齿轮插齿加工自动编程系统。 该自动编程系统采用面向对象的编程技术,通过必要的参数输入,自动生成非圆齿轮图形及其加工的NC代码,从而避免了手工编程的弊端,提高了非圆齿轮的生产效率,降低了机床操作的技术门槛。 木课题得到国家自然科学基金" Pascal蜗线型齿轮的啮合特性及数字化展成加工理论研究(项目编号：51265023)”的资助。
【关键词】：非圆齿轮 椭圆齿轮 插齿加工 自动编程 数控软件
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG61;TH132.41
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 课题研究意义13-14
• 1.2 非圆齿轮的特性及应用14-15
• 1.3 非圆齿轮研究综述15-19
• 1.3.1 国外非圆齿轮研究综述15-17
• 1.3.2 国内非圆齿轮研究综述17-19
• 1.4 数控自动编程系统概述19-21
• 1.4.1 数控自动编程系统的研究概述19-20
• 1.4.2 国内外非圆齿轮加工自动编程系统的研究状况20-21
• 1.5 论文的主要内容21-23
• 第二章 非圆齿轮啮合原理及其设计23-35
• 2.1 非圆齿轮节曲线的设计计算23-27
• 2.1.1 按要求的传动比函数计算节曲线23-25
• 2.1.2 按要求再现的函数计算节曲线25
• 2.1.3 非圆齿轮节曲线的凸性校验25-26
• 2.1.4 非圆齿轮节曲线的封闭条件26-27
• 2.2 利用折算齿形法设计非圆齿轮齿廓27-30
• 2.2.1 折算齿形法27-28
• 2.2.2 非圆齿轮的基本参数28
• 2.2.3 非圆齿轮的压力角校验28-29
• 2.2.4 非圆齿轮的根切校验29-30
• 2.3 非圆齿轮设计举例30-34
• 2.3.1 椭圆齿轮的基本参数计算30
• 2.3.2 椭圆齿轮的校验30-31
• 2.3.3 椭圆齿轮的齿廓设计31-32
• 2.3.4 椭圆齿轮设计的具体样例32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 非圆齿轮的参数化设计35-43
• 3.1 非圆齿轮参数化设计的原理35
• 3.2 非圆齿轮参数化设计的软件选择及过程35-37
• 3.2.1 参数化设计的软件选择35-36
• 3.2.2 参数化设计的过程36-37
• 3.3 非圆齿轮参数化设计举例37-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 非圆齿轮的插齿加工43-53
• 4.1 非圆齿轮的加工方法43-44
• 4.2 非圆齿轮数控插齿加工的原理及运动情况44-46
• 4.3 非圆齿轮数控插齿加工过程分析46-48
• 4.4 非圆齿轮插齿加工的数学模型48-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第五章 非圆齿轮数控插齿加工自动编程系统的建立53-66
• 5.1 非圆齿轮数控插齿加工自动编程系统的设计方案53-56
• 5.1.1 自动编程系统的设计思路53-54
• 5.1.2 自动编程系统的工作流程54
• 5.1.3 自动编程系统参数的选择54-55
• 5.1.4 自动编程系统参数的输入流程55-56
• 5.2 非圆齿轮数控插齿加工自动编程系统的体系结构56-57
• 5.3 非圆齿轮数控插齿加工自动编程系统主要模块的设计57-61
• 5.3.1 齿轮参数输入模块与加工参数输入模块57
• 5.3.2 后置处理模块57-60
• 5.3.3 动态仿真模块60-61
• 5.4 非圆齿轮插齿加工自动编程系统的实现61
• 5.5 非圆齿轮插齿加工自动编程系统界面的设计及使用61-65
• 5.6 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的论文72-73
• 附录B73-74

【参考文献】

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本文编号：647088