非圆齿轮参数化设计及自动编程系统开发

【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。