弧齒錐齒輪多軸數(shù)控加工編程和仿真技術(shù)的研究

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1、ResearchonProgrammingandSimulationTechnologyforNCMulti-AxisMachiningSpiralBevelGearCandidateZhangWenjuanSupervisorProf.HuZihuaCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalManufactureandAutomationSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngi

2、neeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,7th,2012學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)

3、送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要弧齒錐齒輪傳動(dòng)裝置常用來傳輸兩交錯(cuò)軸或兩相交軸之間的動(dòng)力，具有重疊系數(shù)高、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)噪聲小和傳動(dòng)比大等一系列優(yōu)點(diǎn)，在船舶、航海、航空、各種精密機(jī)床、汽車等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，弧齒錐齒輪加工通常采用弧齒錐齒輪通用機(jī)床加工和弧齒錐齒輪專用數(shù)控機(jī)床加工

4、兩種方法，國外已廣泛采用弧齒錐齒輪專用數(shù)控機(jī)床先進(jìn)加工工藝。但由于我國高檔弧齒錐齒輪專用數(shù)控機(jī)床研發(fā)技術(shù)較國外還很落后，加之國外對(duì)弧齒錐齒輪加工技術(shù)嚴(yán)加封鎖，我國目前仍主要采用依賴進(jìn)口的弧齒錐齒輪專用機(jī)床加工，如何運(yùn)用通用數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)弧齒錐齒輪高精、高效、低成本加工是我國擺脫弧齒錐齒輪加工水平落后局面的一項(xiàng)重要課題。因此，迫切亟待深入研究弧齒錐齒輪數(shù)控加工的編程和仿真技術(shù)。本文基于齊次坐標(biāo)變換理論和空間嚙合原理、利用弧齒錐齒輪齒廓形成原理、數(shù)控加工理論、UG及其開發(fā)工具OPEN/GRIP、VERICUT加工仿真軟件和VC+

5、+等理論和手段，探索弧齒錐齒輪齒廓方程推導(dǎo)、實(shí)體模型建立、刀具軌跡規(guī)劃、后置處理求解、輪齒切削仿真等關(guān)鍵技術(shù)。具體研究工作如下：1)基于齊次坐標(biāo)變換理論和空間嚙合原理，推導(dǎo)弧齒錐齒輪大、小輪齒廓方程，并在此基礎(chǔ)上，利用Matlab和OPEN/GRIP編程，建立弧齒錐齒輪大、小輪的實(shí)體模型；利用UG/Assembly對(duì)弧齒錐齒輪進(jìn)行虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，以分析其建模算法的有效性；2)采用CL截面法并運(yùn)用OPEN/GRIP二次開發(fā)工具計(jì)算弧齒錐齒輪大、小輪齒面的刀具軌跡，生成齒面數(shù)控加工刀位文件；3)分析弧齒錐齒輪的加工特點(diǎn)，進(jìn)

6、行弧齒錐齒輪數(shù)控加工的機(jī)床方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用UG完成機(jī)床結(jié)構(gòu)三維建模，導(dǎo)入VERICUT環(huán)境建立弧齒錐齒輪數(shù)控加工虛擬機(jī)床；4)利用VC++軟件開發(fā)弧齒錐齒輪數(shù)控加工機(jī)床的后置處理器，利用VERICUT模擬弧齒錐齒輪大、小輪的切削加工過程，以驗(yàn)證機(jī)床結(jié)構(gòu)合理性和后置處理器正確性。綜上，本文的研究為建立弧齒錐齒輪數(shù)控加工解決方案提供了有效途徑，為提升我國弧齒錐齒輪產(chǎn)品數(shù)控加工工藝水平奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：弧齒錐齒輪；數(shù)控編程；刀軌規(guī)劃；后置處理；數(shù)控加工仿真I湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAbstractSpir

7、albevelgeartransmissiondevicesareusuallyusedtotransmitthepowerbetweentwostaggeredortwointersectingaxes,whichhavebeenextensivelyappliedinmanyfields,suchasship,marine,aviation,automobileandallkindsofprecisionmachinetools,withitsadvantagesofhighoverlapcoefficient,lar

8、getransmissionratio,lowtransmissionnoise,andhighcapacity.Atpresent,therearetwomachiningmethodsforspiralbevelgears,machiningwithspecialmachiningtoolsands