基于ACIS的齿轮切齿仿真方法及其软件系统研究

作     者：栾小冬 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷跃明

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：齿轮切齿 体系结构 组件 仿真 ACIS HOOPS 

摘      要：随着计算机技术的发展，仿真加工技术在很多重要产品的开发过程中得到成功应用，它对于节约成本，减短开发周期，提高产品质量，减少损失具有重要的现实意义。齿轮切齿仿真加工系统可以用来在计算机上实现齿坯刀具的动态建模、加工过程模拟、加工工艺分析，切齿效果分析等。齿轮设计人员可以根据仿真加工结果分析调整齿轮设计参数及加工程序，也可以设计新型加工工艺。齿轮切齿仿真加工系统可以降低齿轮研制成本，缩短新型齿轮的研发时间及成本，因此，齿轮切齿仿真加工系统的理论及开发研究在目前具有重要的意义。 齿轮和刀具的种类多种多样，如果能将不同种类的齿坯加工仿真统一到一个应用平台上的话，将大大方便齿轮的设计。本文对建立齿轮切削仿真统一设计平台的可行性进行了研究： 首先，根据用户的业务流程及用户需求，提出齿轮切齿仿真系统的体系结构，划分出系统的各功能模块以及各功能模块的联系。为创建齿轮切齿仿真系统搭建了基本框架。 其次，本文着重探讨了基于组件的软件开发过程，依据软件重用的思想，引入组件技术，建立齿轮切齿领域的通用组件库，为齿轮切齿系统的二次开发提供了通用的标准接口。ACIS和HOOPS都提供了现成的组件，我们可以直接购买，对于一些自己有特定要求的组件我们需要自行开发，本文主要讨论了三类组件的开发：1、齿坯刀具建模组件2、模型操作显示组件3、仿真结果分析组件。组件技术大大提高了系统的扩展性和集成性。 最后，利用ACIS建模内核以及HOOPS图形显示引擎，系统实现了参数化建模，可以通过输入不同的参数，生成相应的模型，并优化了模型显示速度。对齿坯和刀具的建模理论及组件接口进行了详细的探讨。通过开发圆柱直齿轮和螺旋锥齿轮的切齿仿真实验系统验证了统一平台的可能性。