齒輪是重要的機械基礎傳動部件，其加工時需要復雜的刀具。用傳統(tǒng)方法設計齒輪刀具，計算量大，周期長，而復雜刀具智能CAD軟件可以根據(jù)用戶的需求，快速設計出所需的刀具。必須檢驗設計出的刀具的齒形參數(shù)，防止加工齒輪時發(fā)生根切等不良現(xiàn)象；如果把刀具制造出來，通過試切來檢驗，容易造成浪費，加長生產(chǎn)周期。為此，利用計算機仿真技術，結合計算機圖形學技術，對齒輪刀具加工齒輪，形成齒廓的過程進行動態(tài)圖形仿真，幫助刀具設計者檢驗刀具齒形參數(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。

主要內容如下：

(1)研究了包絡原理，并根據(jù)包絡原理，詳細推導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動規(guī)律建立了展成法加工齒輪的數(shù)學模型。

(2)利用面向對象的方法和可視化建模語言UML，對齒輪加工仿真軟件進行了詳細的系統(tǒng)設計及用戶界面設計。

(3)研究了齒輪刀具齒形，建立了簡化的齒形數(shù)學模型。利用該模型，可以在加工仿真時對齒輪刀具進行參數(shù)化造型。

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

(5)對全文做了總結，并展望了下一步的工作。

在分析了齒輪加工工藝的基礎上,針對齒輪加工車間生產(chǎn)調度問題進行研究,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上,闡述了齒輪加工車間生產(chǎn)調度的理論。對齒輪加工中生產(chǎn)調度問題進行建模,并通過改進的啟發(fā)式算法對齒輪加工生產(chǎn)調度模型進行求解,以滿足實際生產(chǎn)需求。

(2)在加入各種實際生產(chǎn)要素的基礎上,運用Flexsim仿真優(yōu)化軟件對設計好的模型進行虛擬仿真,驗證其在生產(chǎn)加工中的可行性,并對各種調度方案進行評價。

(3)針對某齒輪廠的齒輪加工,通過和該企業(yè)的信息系統(tǒng)的集成,設計并開發(fā)一套符合其生產(chǎn)要求的調度系統(tǒng)。