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直线插补和圆弧插补是常规数控系统提供的两种基本插补功能。对于其他曲线的插补,则必须用微小直线段或圆弧来逼近。以渐开线为例,可以以若干足够多的微小直线段或圆弧,在允许的误差之下,逼近渐开线,然后利用CNC提供的直线插补功能,完成廓线的加工。这些替代的微小直线段或圆弧的端点称为“节点”。 本文研究了渐开线廓线节点的求解和误差计算问题,给出了可行的计算公式、求解过程并编制了C语言程序。在此基础上,本文实现了在线切割机床上,用廓线切割的方法加工直齿圆柱齿轮的全部节点计算的程序。这个程序除了求解渐开线节点外,还要求解齿顶圆弧、齿根圆弧和过渡曲线上的节点坐标。 渐开线节点递推过程是本文的研究重点,由于渐开线方程是以压力角为参数的极坐标描述方程,若以压力角为变量,压力角在基圆到顶圆线性增长(压力角增量为常数)过程中,产生的相邻节点之间的距离非常不均匀,误差量同样非常不均匀,为解决这个问题,本文提出了两种改进方法,一是压力角以按照某种2次幂规律递增(压力角增量做线性增长),二是压力角以某种3次幂函数规律递增(压力角的增量做2次幂的增长)。 在获取单个齿的一个侧面的节点数据后,本文通过镜像算法获取该齿另一侧的节点数据,开辟一定的内存空间来存储这些点的坐标。再将该齿的所有节点数据进行旋转变换,即可获取一个完整齿轮的全部节点数据。