基于共轭包络理论的齿面加工模拟与仿真研究

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论文主要用几何图形来系统研究共轭曲面,从几何图形角度加以抽象分析,得出两个曲面相互接触传动的本质关系,根据共轭包络理论建立刀具模型,对刀具与工件相对运动作归类设计,应用计算机图形技术获得符合不同要求的精确共轭齿形曲面,并得到齿轮的三维实体模型,为数字化加工提供条件。也克服了因解析法的繁琐、复杂性而限制齿面形状的精确求解之不足。鉴于齿轮机构运动中变位系数的数值对齿轮的齿形产生较大影响,从而影响到齿轮的传动质量,对齿形及啮合传动仿真具有重要意义,论文对变位齿轮的应用,变位系数的确定与选择进行了研究。通过本课题的研究,只需知道刀具齿廓形状和刀具与工件的相对运动就可以精确构建出与实际加工相同的齿轮三维实体模型,无需推导复杂的齿廓曲面方程。在此基础上,研制出齿面加工模拟与仿真平台,该平台可以实现符合一定运动条件的齿轮共轭曲面的设计,且其可应用在齿轮加工干涉性检查和变位系数的选择上。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 绪论第11-16页
    1.1 选题背景与研究目的第11页
    1.2 齿轮机构的类型和应用第11-12页
    1.3 课题研究现状第12-15页
        1.3.1 齿轮设计的传统方法第12-13页
        1.3.2 用解析法三维造型齿轮轮齿第13-14页
        1.3.3 用范成法三维造型齿轮轮齿第14-15页
    1.4 课题研究内容第15-16页
第2章 共轭包络理论与布尔运算第16-22页
    2.1 共轭齿廓第16-18页
        2.1.1 齿廓啮合基本定律第16-17页
        2.1.2 共轭齿廓的形成第17-18页
    2.2 包络法在齿轮啮合传动中的应用第18-20页
    2.3 布尔运算第20-21页
        2.3.1 并运算第20-21页
        2.3.2 交运算第21页
        2.3.3 差运算第21页
    2.4 本章小结第21-22页
第3章 直齿圆柱齿轮机构第22-31页
    3.1 直齿圆柱齿轮齿廓第22-24页
        3.1.1 渐开线和渐开线方程第22-23页
        3.1.2 渐开线齿廓啮合传动特点第23-24页
    3.2 直齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸第24-26页
        3.2.1 直齿圆柱齿轮基本参数第24-25页
        3.2.2 直齿圆柱齿轮几何尺寸第25-26页
    3.3 直齿圆柱齿轮插齿加工工艺第26-27页
        3.3.1 插齿第26-27页
        3.3.2 变位加工第27页
    3.4 直齿齿面加工仿真模型第27-30页
        3.4.1 齿板实体模型第28-29页
        3.4.2 轮坯实体模型第29-30页
        3.4.3 滚动包络运动模型第30页
    3.5 本章小结第30-31页
第4章 斜齿圆柱齿轮机构第31-39页
    4.1 斜齿圆柱齿轮齿廓第31-33页
        4.1.1 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成第31-32页
        4.1.2 斜齿圆柱齿轮的当量齿数第32-33页
    4.2 斜齿圆柱齿轮基本参数和几何尺寸第33-34页
        4.2.1 斜齿圆柱齿轮基本参数第33-34页
        4.2.2 斜齿圆柱齿轮几何尺寸第34页
    4.3 斜齿圆柱齿轮滚齿加工工艺第34-36页
        4.3.1 滚齿第34-35页
        4.3.2 变位加工第35-36页
    4.4 斜齿齿面加工仿真模型第36-38页
        4.4.1 齿板实体模型第37页
        4.4.2 轮坯实体模型第37页
        4.4.3 滚动包络运动模型第37-38页
    4.5 本章小结第38-39页
第5章 直齿圆锥齿轮机构第39-48页
    5.1 直齿圆锥齿轮齿廓第39-41页
        5.1.1 直齿圆锥齿轮的背锥第39-40页
        5.1.2 直齿圆锥齿轮的当量齿数第40-41页
    5.2 直齿圆锥齿轮基本参数和几何尺寸第41-42页
        5.2.1 直齿圆锥齿轮基本参数第41页
        5.2.2 直齿圆柱齿轮几何尺寸第41-42页
    5.3 直齿圆锥齿轮刨齿加工工艺第42-44页
        5.3.1 按平顶产形轮刨齿第42-43页
        5.3.2 按平面产形轮刨齿第43-44页
    5.4 锥齿齿面加工仿真模型第44-47页
        5.4.1 产形轮轮齿实体模型第45-46页
        5.4.2 锥齿轮轮坯实体模型第46-47页
        5.4.3 滚动包络运动模型第47页
    5.5 本章小结第47-48页
第6章 齿面模拟加工计算机实现第48-64页
    6.1 Visual Basic程序设计第48-51页
        6.1.1 面向对象的程序设计方法第49页
        6.1.2 基于Windows环境下的应用程序工作方式第49-50页
        6.1.3 创建Visual Basic应用程序的一般步骤第50-51页
    6.2 SolidWorks二次开发第51-53页
        6.2.1 SolidWorks软件简介第51-52页
        6.2.2 SolidWorks对象模型第52-53页
        6.2.3 SolidWorks系统选项和文档属性第53页
    6.3 直齿圆柱齿轮加工仿真平台设计第53-56页
    6.4 斜齿圆柱齿轮加工仿真平台设计第56-60页
    6.5 直齿圆锥齿轮加工仿真平台设计第60-63页
    6.6 本章小结第63-64页
第7章 仿真实例与加工平台应用第64-74页
    7.1 直齿圆柱齿轮第64-69页
        7.1.1 直齿轮加工仿真实例第64页
        7.1.2 直齿轮公法线长度第64-66页
        7.1.3 直齿轮加工中的干涉性检查和变位系数选择第66-69页
    7.2 斜齿圆柱齿轮第69-71页
        7.2.1 斜齿轮加工仿真实例第69-70页
        7.2.2 斜齿轮公法线长度第70页
        7.2.3 斜齿轮加工中的干涉性检查和变位系数选择第70-71页
    7.3 直齿圆锥齿轮第71-73页
        7.3.1 锥齿轮加工仿真实例第71-72页
        7.3.2 锥齿轮加工中的干涉性检查第72-73页
    7.4 本章小结第73-74页
第8章 总结第74-76页
    8.1 全文回顾第74页
    8.2 研究成果第74-75页
    8.3 未来展望第75-76页
参考文献第76-79页
致谢第79-80页
攻读硕士学位期间发表和待发表的论文第80页
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