有關(guān)齒輪加工的圖形學(xué)仿真知識(shí)

齒輪是重要的機(jī)械基礎(chǔ)傳動(dòng)部件，其加工時(shí)需要復(fù)雜的刀具。用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)齒輪刀具，計(jì)算量大，周期長(zhǎng)，而復(fù)雜刀具智能CAD軟件可以根據(jù)用戶的需求，快速設(shè)計(jì)出所需的刀具。必須檢驗(yàn)設(shè)計(jì)出的刀具的齒形參數(shù)，防止加工齒輪時(shí)發(fā)生根切等不良現(xiàn)象；如果把刀具制造出來(lái)，通過(guò)試切來(lái)檢驗(yàn)，容易造成浪費(fèi)，加長(zhǎng)生產(chǎn)周期。為此，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，對(duì)齒輪刀具加工齒輪，形成齒廓的過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖形仿真，幫助刀具設(shè)計(jì)者檢驗(yàn)刀具齒形參數(shù)，減少甚避免試切。本文研究了共軛齒廓的形成、齒輪加工建模、刀具建模及加工仿真核心算法—基于OpenGL的布爾減算法。

主要內(nèi)容如下：

(1)研究了包絡(luò)原理，并根據(jù)包絡(luò)原理，詳細(xì)推導(dǎo)了求任意齒廓的共軛齒廓的方法；根據(jù)齒廓成形原理和齒輪加工的運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立了展成法加工齒輪的數(shù)學(xué)模型。

(2)利用面向?qū)ο蟮姆椒ê涂梢暬ＵZ(yǔ)言UML，對(duì)齒輪加工仿真軟件進(jìn)行了詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及用戶界面設(shè)計(jì)。

(3)研究了齒輪刀具齒形，建立了簡(jiǎn)化的齒形數(shù)學(xué)模型。利用該模型，可以在加工仿真時(shí)對(duì)齒輪刀具進(jìn)行參數(shù)化造型。

(4)用OpenGL對(duì)齒輪毛坯和齒輪刀具造型，研究了利用OpenGL的模板緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)加工仿真的核心算法—布爾減算法。

(5)對(duì)全文做了總結(jié)，并展望了下一步的工作。

在分析了齒輪加工工藝的基礎(chǔ)上,針對(duì)齒輪加工車間生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行研究,主要研究工作如下：

(1)在分析各種齒輪加工工藝和齒輪加工車間布局的的基礎(chǔ)上,闡述了齒輪加工車間生產(chǎn)調(diào)度的理論。對(duì)齒輪加工中生產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行建模,并通過(guò)改進(jìn)的啟發(fā)式算法對(duì)齒輪加工生產(chǎn)調(diào)度模型進(jìn)行求解,以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

(2)在加入各種實(shí)際生產(chǎn)要素的基礎(chǔ)上,運(yùn)用Flexsim仿真優(yōu)化軟件對(duì)設(shè)計(jì)好的模型進(jìn)行虛擬仿真,驗(yàn)證其在生產(chǎn)加工中的可行性,并對(duì)各種調(diào)度方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(3)針對(duì)某齒輪廠的齒輪加工,通過(guò)和該企業(yè)的信息系統(tǒng)的集成,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一套符合其生產(chǎn)要求的調(diào)度系統(tǒng)。