1.一种圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其用于预测在圆柱齿轮滚齿加工过程中的滚刀切削力，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、建立滚刀和工件齿坯的三维模型；获取用于加工所述工件齿坯的滚齿加工机床的机床参考坐标系，并通过所述机床参考坐标系将所述滚齿加工机床各轴的运动转移到滚刀上，所述滚刀包括沿所述滚刀的轴线布设的多列刀齿，每列的所有刀齿沿所述滚刀的圆周方向分布；

步骤S2、建立所述滚刀的切削刃三维轨迹实体；

步骤S3、利用所述切削刃三维轨迹实体对所述工件齿坯进行模拟切削，得到被切削落下的一个未变形切屑，以及剩余的一个具有与所述未变形切屑相匹配的齿槽的工件齿坯；

步骤S4、将未变形切屑分割为若干个等厚度的近似矩形微元，分别计算每个矩形微元的瞬时三向分力；将同一未变形切屑包含的所有矩形微元的瞬时三向分力进行矢量叠加，得到所述未变形切屑加工过程中的瞬时受力，进而得到所述滚刀在一个刀齿加工过程中的瞬时反作用力；

步骤S5、将滚刀的其中一个刀齿切入工件齿坯的一个连续的切削过程分成离散的多个回转位置；计算所述切削过程中所有回转位置上刀齿的瞬时受力；将每一个回转位置同时参与切削的所有刀齿的瞬时受力叠加，得到一个完整的齿槽加工过程中的滚刀的瞬时受力；

步骤S6、在工件齿坯加工过程中，分别获取各个齿槽加工时滚刀的瞬时受力，将各个齿槽加工时的滚刀的瞬时受力叠加得到滚刀加工所述工件齿坯的滚刀切削力。

2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，所述滚齿加工机床的各轴运动转移到所述滚刀上包括以下步骤：(1)建立O1X1Y1Z1坐标系、O2X2Y2Z2坐标系、O3X3Y3Z3坐标系和O4X4Y4Z4坐标系；O3X3Y3Z3坐标系为机床参考坐标系；O2X2Y2Z2坐标系为相对O3X3Y3Z3坐标系绕X3轴旋转θs角建立的坐标系，其中，θs为滚刀安装角；O1X1Y1Z1坐标系为表征滚刀位置的滚刀坐标系，其中，Y1轴与滚刀轴线重合，X1轴与Y1轴垂直并位于所述滚刀的刀齿前刀面上，Z1轴与X1轴、Y1轴垂直，加工过程中O1X1Y1Z1坐标系随所述滚刀绕Y1轴回转；所述O4X4Y4Z4坐标系为表征所述工件齿坯位置的工件坐标系，其中，Z4轴与工件齿坯轴线重合，Y4轴指向工件齿槽的中心，X4轴垂直于Y4轴与Z4轴，加工过程中O4X4Y4Z4坐标系随工件齿坯绕Z4轴旋转；

(2)设定工件齿坯在加工过程中保持静止状态，将所述滚齿加工机床的各轴运动通过齐次坐标变换转移到滚刀上，R1为从O1X1Y1Z1坐标系到O2X2Y2Z2坐标系的变换矩阵，所述R1用于表征滚齿加工机床B轴和Y轴的运动；R2为从O2X2Y2Z2坐标系到O3X3Y3Z3坐标系的变换矩阵，所述R2用于表征滚齿加工机床A轴和X轴的运动；R3为从O3X3Y3Z3坐标系到O4X4Y4Z4坐标系的变换矩阵，所述R3用于表征滚齿加工机床Z轴和C轴的运动；

(3)滚刀坐标系O1X1Y1Z1到工件坐标系O4X4Y4Z4的坐标变换矩阵M为：

M＝R1R2R3

其中，R1、R2、R3分别为

其中，θs为滚刀安装角、τ为滚刀切向进给量、ρ为滚刀径向进给量、ζ为滚刀轴向进给量、ψ为工件齿坯的回转角、为滚刀回转角；

(4)根据所述坐标变换矩阵M得到滚刀的切削刃上任意一点的运动轨迹点坐标，用E表示滚刀的切削刃上任意一点在滚刀坐标系O1X1Y1Z1中的齐次坐标，任意时刻滚刀切削刃上任意一点在工件坐标系O4X4Y4Z4中的齐次坐标G可由下式获得：G＝ER1R2R3。

3.根据权利要求2所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S2中，所述切削刃三维轨迹实体的建立过程包括以下步骤：步骤S21、建立所述滚刀的前刀面的基准面，在所述基准面上建立所述滚刀切削刃的截面草图；

步骤S22、以所述滚刀切削刃上任意一点的运动轨迹建立一个三维样条曲线；

步骤S23、以所述三维样条曲线为轨迹线，对所述滚刀切削刃的截面草图进行放样处理，得到所述切削刃三维轨迹实体。

4.根据权利要求3所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S21中，分别选取所述滚刀的切削刃的顶刃中点、所述顶刃中点对应所述滚刀坐标系Y1轴上的点，以及滚刀中心点，通过所述坐标变换矩阵M将选取的三个点转化成所述工件坐标系下相对应的三个点，在所述工件坐标系下相对应的三个点确定的平面上建立所述滚刀的前刀面的基准面，同时，以所述工件坐标系下相对应的三个点确定所述滚刀的切削刃轮廓在基准面上的位置；根据滚刀模型在基准面上绘制所述滚刀切削刃的截面草图。

5.根据权利要求3所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S22中，以所述切削刃的顶刃中点的运动轨迹点建立一条三维样条曲线。

6.根据权利要求1所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S2中，在建立所述切削刃三维轨迹实体之前，对所述滚刀的刀齿进行编号，一个刀齿的编号由两部分组成，第一部分表示刀齿所在列的位置，第二部分表示刀齿在一列中的位置。

7.根据权利要求1所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S4中，为了满足计算精度的要求，在未变形切屑分割为若干等厚度的近似矩形微元前，先将未变形切屑进行放大处理。

8.根据权利要求1所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法，其特征在于，步骤S4中，所述矩形微元的瞬时三向分力Fc、Ff和Fp的计算公式为：其中，Kc1.1，Kf1.1和Kp1.1分别表示未变形切屑截面厚度和宽度各为1mm时的单位面积切向分力、轴向分力和径向分力，b和h为未变形切屑截面的的宽度和厚度，z为未变形切屑厚度对单位面积切削力影响程度的系数。

9.一种圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测系统，其用于预测在圆柱齿轮滚齿加工过程中的滚刀切削力，其特征在于，其包括：模型生成单元，其用于建立滚刀和工件齿坯的三维模型；获取用于加工所述工件齿坯的滚齿加工机床的机床参考坐标系，并通过所述机床参考坐标系将所述滚齿加工机床的各轴运动转移到滚刀上；还用于通过所述滚刀的运动建立所述滚刀中的一个刀齿的切削刃三维轨迹实体，所述滚刀包括沿所述滚刀的轴线布设的多列刀齿，每列的所有刀齿沿所述滚刀的圆周方向分布；

模拟切削单元，其用于利用所述模型生成单元得到的所述切削刃三维轨迹实体对所述工件齿坯进行模拟切削，得到工件齿坯切削落下的未变形切屑和留有一个齿槽的工件齿坯，所述齿槽与所述未变形切屑的结构相匹配；

滚刀切削力计算单元，其用于：(1)将所述模拟切削单元得到的未变形切屑分割，得到若干个等厚度的近似矩形微元，分别计算每个矩形微元的瞬时三向分力；将同一未变形切屑包含的所有矩形微元的瞬时三向分力进行矢量叠加，得到所述未变形切屑加工过程中的瞬时受力，进而得到所述滚刀在一个刀齿加工过程中的瞬时反作用力；(2)将滚刀的其中一个刀齿切入工件齿坯的一个连续的切削过程分成离散的多个回转位置；计算所述切削过程中所有回转位置上刀齿的瞬时受力；将每一个回转位置同时参与切削的所有刀齿的瞬时受力叠加，得到一个完整的齿槽加工过程中的滚刀的瞬时受力；(3)在工件齿坯加工过程中，分别获取各个齿槽加工时滚刀的瞬时受力，将各个齿槽加工时的滚刀的瞬时受力叠加得到滚刀加工所述工件齿坯的滚刀切削力。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8任一所述的圆柱齿轮滚齿加工切削力的预测方法的步骤。