弧齿锥齿轮多轴数控加工编程和仿真技术的研究

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1、ResearchonProgrammingandSimulationTechnologyforNCMulti-AxisMachiningSpiralBevelGearCandidateZhangWenjuanSupervisorProf.HuZihuaCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalManufactureandAutomationSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngi

2、neeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,7th,2012学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：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学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构

3、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本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和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湘潭大学硕士学位论文摘要摘要弧齿锥齿轮传动装置常用来传输两交错轴或两相交轴之间的动力，具有重叠系数高、承载能力强、传动噪声小和传动比大等一系列优点，在船舶、航海、航空、各种精密机床、汽车等领域得到广泛应用。目前，弧齿锥齿轮加工通常采用弧齿锥齿轮通用机床加工和弧齿锥齿轮专用数控机床加工

4、两种方法，国外已广泛采用弧齿锥齿轮专用数控机床先进加工工艺。但由于我国高档弧齿锥齿轮专用数控机床研发技术较国外还很落后，加之国外对弧齿锥齿轮加工技术严加封锁，我国目前仍主要采用依赖进口的弧齿锥齿轮专用机床加工，如何运用通用数控机床实现弧齿锥齿轮高精、高效、低成本加工是我国摆脱弧齿锥齿轮加工水平落后局面的一项重要课题。因此，迫切亟待深入研究弧齿锥齿轮数控加工的编程和仿真技术。本文基于齐次坐标变换理论和空间啮合原理、利用弧齿锥齿轮齿廓形成原理、数控加工理论、UG及其开发工具OPEN/GRIP、VERICUT加工仿真软件和VC+

5、+等理论和手段，探索弧齿锥齿轮齿廓方程推导、实体模型建立、刀具轨迹规划、后置处理求解、轮齿切削仿真等关键技术。具体研究工作如下：1)基于齐次坐标变换理论和空间啮合原理，推导弧齿锥齿轮大、小轮齿廓方程，并在此基础上，利用Matlab和OPEN/GRIP编程，建立弧齿锥齿轮大、小轮的实体模型；利用UG/Assembly对弧齿锥齿轮进行虚拟装配和运动仿真，以分析其建模算法的有效性；2)采用CL截面法并运用OPEN/GRIP二次开发工具计算弧齿锥齿轮大、小轮齿面的刀具轨迹，生成齿面数控加工刀位文件；3)分析弧齿锥齿轮的加工特点，进

6、行弧齿锥齿轮数控加工的机床方案和结构设计，并利用UG完成机床结构三维建模，导入VERICUT环境建立弧齿锥齿轮数控加工虚拟机床；4)利用VC++软件开发弧齿锥齿轮数控加工机床的后置处理器，利用VERICUT模拟弧齿锥齿轮大、小轮的切削加工过程，以验证机床结构合理性和后置处理器正确性。综上，本文的研究为建立弧齿锥齿轮数控加工解决方案提供了有效途径，为提升我国弧齿锥齿轮产品数控加工工艺水平奠定了理论基础。关键词：弧齿锥齿轮；数控编程；刀轨规划；后置处理；数控加工仿真I湘潭大学硕士学位论文AbstractAbstractSpir

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

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