螺旋锥齿轮虚拟制造仿真算法研究

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1、分类号：TP391.9学校代码：10066密级：学号：03M080212014螺旋锥齿轮虚拟制造仿真算法研究ResearchonSimulationAlgorithmofSpiralBevelGear'sVirtualManufacturing作者姓名：王英杰导师(职称)：赵巍副教授一级学科：机械工程学科(专业)：机械电子工程年级：2012级提交论文日期：2015年3月学位授予单位：天津职业技术师范大学独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年

3、月日签字日期：年月日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

4、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

5、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IAbstractDuespiralbevelgearhasmanyadvantagesofhighcarryingcapacity,smoothtransmission,hightransmissionefficiency,lownoiseandlargeoverlapcoefficient,whic

6、hiswidelyusedinthefieldsofaviation,navigationandautomobile,andthedemandofspiralbevelgearisgrowing.Nowthemanufacturingprocessofspiralbevelgearsisdevelopingtodigitalvirtualmanufacturingprocess,andvirtualmachiningsimulationisthekeylinkinthisprocess.Butforthemoment,most3Dmodelsusedforsimul

7、ationofspiralbevelgeararebuiltinsomesecondarydevelopedmodelingsoftware,andthiskindofmeansneedthesupportofcommercialengineeringsoftware,whichiscopyrighted.Anotherproblemisthatthemodelhasalmostnoreusability,whichmeansweneedtobuildanewmodelwhentheparametersarechanged.Becauseofthesereaso