買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 基于 的微型車變速器操縱機構(gòu)及模擬裝配的設(shè)計 院系名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 全 越 指導(dǎo)教師 ： 張德生 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 s on of 011 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 目錄 摘 要 . . 1 章 緒 論 . 1 言 . 1 計研究背景 . 1 擬現(xiàn)實技術(shù)概述 . 2 擬現(xiàn)實技術(shù)概念 . 2 擬裝配技術(shù) . 2 擬裝配技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) . 4 擬環(huán)境的建模及數(shù)據(jù)傳遞機制 . 4 擬裝配關(guān)鍵環(huán)節(jié) . 4 擬裝配的發(fā)展 . 4 設(shè)計主要研究內(nèi)容及意義 . 5 設(shè)計主要內(nèi)容 . 5 設(shè)計研究意義 . 5 第 2 章 變速器操縱機構(gòu)零件三維建模 . 7 維建模技術(shù) . 7 模軟件介紹 . 7 模過程綜述 . 8 二擋換擋總 成的建模 . 9 . 13 章小結(jié) . 16 第 3 章 變速器操縱機構(gòu)虛擬裝配 . 17 立裝配體概述 . 17 建立裝配體概述 . 17 立裝配類型的確定 . 18 配工藝制定 . 18 有正確的裝配基準 . 19 配順序生成 . 20 型零件裝配過程綜述 . 20 配過程 . 20 建裝配動畫 . 25 涉檢查 . 26 章小結(jié) . 27 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 結(jié) 論 . 28 考參文獻 . 29 致 謝 . 30 附 錄 A . 31 附 錄 B . 35 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 微型汽車在我國有很大市場，從 格適合我國國情， 適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。變速器作為傳動系統(tǒng)的重要部件之一 , 其操縱機構(gòu)更是車輛操縱中最頻繁的裝置，因此變速器操縱機構(gòu)的裝配質(zhì)量和效率直接關(guān)系到變速器本身乃至整車性能發(fā)揮和制造質(zhì)量的好壞。 針對這一問題 ， 虛擬樣機技術(shù)的成功應(yīng)用不僅可以提高裝配精度，而且可以縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，對于工程實際具有重要的應(yīng)用價值。本設(shè)計通過運用 軟件，在 對變速器操縱機構(gòu)各零部件進行實體建模，虛擬其裝配過程，并實現(xiàn)汽車變速器操縱機構(gòu)的動態(tài)仿真。從而對變速器操縱機構(gòu)的裝配進一步了解；這 樣可以從本質(zhì)上提高制造效率，節(jié)省勞動力，節(jié)約生產(chǎn)資源；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計、制造及應(yīng)用的過程。 關(guān)鍵詞 ： 變速器操縱機構(gòu)；建模：仿真；裝配；設(shè)計 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 is s s As of of of is in of of is to is or To of is By E of by in to a of of 1 第 1 章 緒 論 言 隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟全球化的高速飛猛發(fā)展，對 21世紀的制造環(huán)境提出了更高、更精確的要求：提高設(shè)計生產(chǎn)效率、縮 短產(chǎn)品生命周期，成為主要的競爭因素；用戶需求的多樣化，使得多品種小批量生產(chǎn)比例增大 1。企業(yè)若想提高自身競爭力，必須從縮短新產(chǎn)品的研制和開發(fā)周期，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，加速產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計等方面入手，這樣才能滿足市場不斷變化的需求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（ 就是在這種大市場大競爭的迫切形勢下產(chǎn)生的。它綜合了多種先進方法和技術(shù)，并在縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、降低成本、提高企業(yè)效率等方面的推動作用明顯而快速發(fā)展。 隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在企業(yè)的實施推廣發(fā)展 和應(yīng)用，對產(chǎn)品裝配設(shè)計提出了更高的要求：在協(xié)同的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中，在產(chǎn)品設(shè)計階段就要求有關(guān)的工藝人員加入進來，對產(chǎn)品有關(guān)制造與裝配工藝可行性、最優(yōu)性進行分析，協(xié)助產(chǎn)品設(shè)計工作，裝配設(shè)計作為產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，除了需要先進的技術(shù)工具支持及其它環(huán)節(jié)集成之外，還需要考慮按照并行工程的思想來規(guī)劃裝配設(shè)計的全過程，并協(xié)調(diào)與其他環(huán)節(jié)的關(guān)系。裝配環(huán)節(jié)面對的是最終產(chǎn)品，裝配技術(shù)直接影響著最終產(chǎn)品的性能。 計研究背景 我國從 20世紀 80年代初引進微型車，目前已經(jīng)形成了年產(chǎn) 本上具備了迎接 國際挑戰(zhàn)的能力 2。微型車已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)地成為中國汽車市場中的主力車型。變速器是汽車結(jié)構(gòu)中的重要部分，而變速器操縱機構(gòu)性能的好壞將直接影響到汽車產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構(gòu)完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換擋時只能掛入一個擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫擋或自動掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。 用于機械式變速器的操縱機構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手力 完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。 在傳統(tǒng)的變速器操縱機構(gòu)設(shè)計與制造過程中，首先是概念設(shè)計和方案論證，然后黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 進行產(chǎn)品設(shè)計 3。在設(shè)計完成后，為了驗證設(shè)計，通常要進行制造物理樣機實驗，有時這些實驗是破壞性的。當(dāng)實驗中發(fā)現(xiàn)缺陷時，又要回頭修改設(shè)計并再制造物理樣機驗證。通常這樣的設(shè)計 實驗 設(shè)計的過程要進行許多次，產(chǎn)品才能達到操縱機構(gòu)的性能要求，不僅過程冗長，設(shè)計周期無法縮短，很難對瞬變的市場做出靈活反應(yīng)，而且物理樣機的單機制造大大增加了成本，造成浪費。在大多數(shù)情況下，工程師為了保證產(chǎn)品按時投放市 場而不得己盡量減少物理樣機實驗的次數(shù)，簡化這一過程，從而使設(shè)計參數(shù)難以實現(xiàn)真正意義上的優(yōu)化，產(chǎn)品在上市時很有可能就是先天不足。在激烈競爭市場背景下，這種產(chǎn)品開發(fā)的方式嚴重地制約了產(chǎn)品質(zhì)量提高，成本降低和對市場快速響應(yīng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可以貫串到整個設(shè)計過程中。在概念設(shè)計和方案論證階段，設(shè)計師可以把自己的經(jīng)驗和創(chuàng)造性思維結(jié)合在計算機中建立虛擬的產(chǎn)品模型，讓想象力和創(chuàng)造力充分發(fā)揮；在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，工程師可以及時修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，進行各種校核和優(yōu)化，快速接近理想的設(shè)計目標；在產(chǎn)品功能分析階段，測試工程師可以通過對虛 擬樣機施加載荷，設(shè)置不同的工況參數(shù)對產(chǎn)品運動仿真，從而進行全方位的功能檢驗，以檢測新產(chǎn)品的主要功能。因而，用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品可使開發(fā)周期縮短，設(shè)計質(zhì)量和效率得到提高同傳統(tǒng)的基于物理樣機的產(chǎn)品開發(fā)過程相比，虛擬樣機的優(yōu)勢主要體在 4： (1)有利于對設(shè)計進行優(yōu)化，虛擬樣機易于修改，可以利用虛擬樣機對各種設(shè)計方案進行綜合比較，并選出最優(yōu)設(shè)計。 (2)成本更低，速度更快，節(jié)省了制造實際產(chǎn)品模型的昂貴費用。并且在計算機上建立虛擬模型的時間遠遠小于物理 樣機的制作時間。 (3)可以有效支持并行設(shè)計，可以方便地實現(xiàn)上下游并行設(shè)計和多專家協(xié)同設(shè)計。 擬現(xiàn)實技術(shù)概述 擬現(xiàn)實技術(shù)概念 虛擬現(xiàn)實 (以利用先進計算機輔助設(shè)計技術(shù)建立起來的主模型為中心，將其擴展衍生到產(chǎn)品生命周期的不同階段，建立與現(xiàn)實相一致的數(shù)字化仿真模型，并對該模型進行評估和測試，通過對不同候選模型的篩選、更改和優(yōu)化將設(shè)計思路轉(zhuǎn)化為正確的數(shù)字原型。虛擬現(xiàn)實技術(shù)涉及到諸如先進三維建模技術(shù)、虛擬裝配技術(shù)、計算機輔助工程技術(shù)和計算可視化多個領(lǐng)域 5。其開發(fā)以 過信息共享和數(shù)據(jù)分權(quán)開放的格局，以并行協(xié)同的方式使各設(shè)計小組共同完成新產(chǎn)品的從概念設(shè)計、初步設(shè)計、詳細設(shè)計、裝配檢驗、性能評估、制造性加工仿真一直到物理樣機試制等工作。 擬裝配技術(shù) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 將 虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成到零件裝配過程中，就形成了虛擬裝配技術(shù)。它是虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)。 基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬裝配技術(shù)，是在 個統(tǒng)一模型之下，對設(shè)計和制造等過程進行集成，它將與產(chǎn)品制造相關(guān)的各種過程與技術(shù)集成在三維的、動態(tài)的仿真真實過程的實體數(shù)字模 型之上。其目的是在產(chǎn)品設(shè)計階段，借助建模與仿真技術(shù)及時、并行地模擬出產(chǎn)品未來制造及裝配過程，乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動，對產(chǎn)品設(shè)計的影響，預(yù)測、檢測、評價產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性等等。從而更加有效、經(jīng)濟、柔性地組織生產(chǎn)，增強決策與控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計給后期制造帶來的回溯更改。達到產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本最小化，產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的最優(yōu)化，生產(chǎn)效率的最大化。 虛擬裝配技術(shù)可以使得裝配人員在計算機創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中對虛擬模型進行產(chǎn)品裝配，在設(shè)計階段初期就檢驗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理、是否方便裝配和維修，從而驗證和 改進產(chǎn)品的可裝配性 6。并給出評價和分析結(jié)果。虛擬裝配以裝配工藝為核心，以裝配仿真、干涉碰撞檢查、裝配規(guī)劃的形成與可裝配性評價等單元技術(shù)模塊為支撐，以三維建模軟件和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，涉及到虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機圖形學(xué)和仿真技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域。虛擬裝配技術(shù)以其能縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)勢，成為國內(nèi)外制造業(yè)實施 擬裝配技術(shù)被視為目前唯一可對企業(yè)經(jīng)營環(huán)境進行有效控制和大幅度改善的技術(shù)。 虛擬裝配的主要作用可歸納為以下幾個方面： 1 裝配設(shè)計的合理化指導(dǎo) 從便于裝配的角度實施 設(shè)計活動，使產(chǎn)品從設(shè)計出來就具有較好的可裝配性。在確保產(chǎn)品零部件能夠裝配到位的同時，保證產(chǎn)品裝配易實現(xiàn)、成本低。 2 裝配性能的系統(tǒng)化分析 全面考慮影響產(chǎn)品裝配的各種因素，對制造產(chǎn)品的可裝配性進行系統(tǒng)化的技術(shù)經(jīng)濟分析，以發(fā)掘設(shè)計缺陷，從而精簡產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改善可裝配性。產(chǎn)品的可裝配性通過虛擬裝配分析得到，不需要付出昂貴的代價。 3 裝配性能的可行性驗證 技術(shù)人員可在虛擬環(huán)境中對裝配體進行靜態(tài)與動態(tài)分析，有利于提高產(chǎn)品的可裝配性和可靠性；利用虛擬裝配系統(tǒng)去分析產(chǎn)品維護過程中的問題，考慮裝配所需工具的安全性、視線以 及拆卸空間等，還可為清潔生產(chǎn)服務(wù)，通過合理安排工藝過程，充分利用裝配資源，促進產(chǎn)品裝配工作順利進行。 4 支持產(chǎn)品并行化設(shè)計 產(chǎn)品并行化設(shè)計是讓下游的有關(guān)活動盡早融合到上游的過程中來，使下游的有關(guān)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 因素能在設(shè)計階段相對并行地考慮。虛擬裝配能在產(chǎn)品設(shè)計階段通過數(shù)字化預(yù)裝配展示并改進產(chǎn)品的可裝配性，因而從裝配這一重要側(cè)面反映出產(chǎn)品的并行設(shè)計哲理。 5 虛擬產(chǎn)品開發(fā) (支撐工具 作為產(chǎn)品制造過程的終極目標，裝配是生產(chǎn)過程中至關(guān)重要的活動。虛擬裝配是7。虛擬裝配技術(shù)使得裝配人員可以在計算 機構(gòu)造的虛擬環(huán)境中對虛擬模型進行產(chǎn)品裝配，在設(shè)計階段就檢驗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理、是否方便裝配和維修，從而驗證和改進產(chǎn)品的可裝配性，并給出評價和分析結(jié)果。 擬裝配技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) 擬環(huán)境的建模及數(shù)據(jù)傳遞機制 建模作為零件特征的數(shù)字化表達，傳統(tǒng)軟件的建模方法已經(jīng)比較成熟，目前有幾何建模、實體建模、特征建模等。在虛擬環(huán)境中，多采用簡化的多邊形面片 (通常為三角面片模型 )構(gòu)建模型，模型數(shù)據(jù)可用于虛擬環(huán)境中模型的顯示繪制和裝配過程中的碰撞檢測，這種表示方法容易實現(xiàn)異地異構(gòu)環(huán)境下的產(chǎn)品信息共享。從集成 制造系統(tǒng)來考慮，虛擬裝配只是虛擬產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)之一。在分布式虛擬裝配環(huán)境中，采用三維軟件對產(chǎn)品進行建模，再提取所需要的模型數(shù)據(jù)。 擬裝配關(guān)鍵環(huán)節(jié) 虛擬裝配關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括裝配序列和路徑規(guī)劃 8。 裝配序列規(guī)劃是虛擬裝配過程中的重要環(huán)節(jié)，主要是研究出裝配序列的生成和可行性分析，其目的就是找出一條合適的滿足條件的裝配序列，由此序列可逐步把零件裝配成產(chǎn)品，為下一步實現(xiàn)產(chǎn)品裝配過程仿真提供基礎(chǔ)。裝配路徑規(guī)劃在建模和序列規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進行裝配路徑分析，確定一條沒有干涉的有效裝配路徑。建立虛擬裝配序列和路徑一 是要建立合適的裝配結(jié)構(gòu)樹，二是通過零件的裝配信息生成裝配序列，在零部件拆 裝過程中，還要通過干涉檢查來檢驗零件在空間位置是否發(fā)生沖突，驗證產(chǎn)品的可裝配性。 擬裝配的發(fā)展 面向虛擬裝配技術(shù)的研究目前分為兩個階段：一是采用裝配過程可視化手段并運用干涉檢查工具，直觀地展示產(chǎn)品裝配過程中零部件的運動形態(tài)和空間位置關(guān)系，并提供裝配序列的性能及其優(yōu)化結(jié)果。二是基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)造虛擬的產(chǎn)品裝配環(huán)境，操作人員通過計算機構(gòu)建的虛擬環(huán)境來分析產(chǎn)品的裝配順序和效果。華盛頓州立大學(xué)與美國國家標準技術(shù)研究所 的虛擬裝配設(shè)計環(huán)境 過生成一個用于裝配規(guī)劃和評價的虛擬環(huán)境，在虛擬環(huán)境中利用工程師的裝配設(shè)計意圖實現(xiàn)產(chǎn)品的裝配順序規(guī)劃 9。清華大學(xué)結(jié)合 863/三維軟件發(fā)虛擬裝配支持系統(tǒng) 系統(tǒng)能夠基于三維實體模型黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 在計算機上實施產(chǎn)品及其部件的數(shù)字化預(yù)裝配，實現(xiàn)裝配工藝規(guī)劃，驗證產(chǎn)品可裝配性，并生成能夠指導(dǎo)實際裝配作業(yè)的裝配工藝規(guī)程和卡片。浙江大學(xué) 出通過“用戶引 導(dǎo)的拆卸”進行拆卸過程仿真，得到零部件的拆卸順序和拆卸路徑，從而確定產(chǎn)品的裝配序列，通過實時碰撞檢測機制自動保證拆卸過程的有效性。從目前的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看，國內(nèi)外虛擬裝配的研究和實現(xiàn)主要集中在以下幾個方面： 1 裝配信息的獲取、表達和處理 獲取零件模型及其裝配關(guān)系信息，在計算機內(nèi)有效地表達裝配體內(nèi)在和外在的關(guān)系，在虛擬環(huán)境中充分利用信息存儲結(jié)構(gòu)表達和處理裝配信息，對最終生成整個裝配過程有著重要的意義。 2 虛擬裝配中信息傳輸和信息集成 虛擬裝配關(guān)鍵在于希望能夠處理異構(gòu)的虛擬環(huán)境，直接實現(xiàn)裝配過程的動態(tài)仿真 。裝配體作為產(chǎn)品功能的最終體現(xiàn)，其設(shè)計和分析要求設(shè)計者，制造商等人員的協(xié)同參與，需要有相應(yīng)的工具和環(huán)境支持這種協(xié)同工作，協(xié)同裝配設(shè)計正成為新的研究熱點。 設(shè)計主要研究內(nèi)容及意義 設(shè)計主要內(nèi)容 汽車零部件的制造過程開發(fā)是新產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)之一，它將直接影響到一個產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和開發(fā)周期的長短，所以一個高質(zhì)量的制造過程是產(chǎn)品質(zhì)量好壞的首要前提。變速器操縱機構(gòu)是汽車的關(guān)鍵零部件，主要完成 1、 2擋， 3、 4擋， 5擋和倒擋以及相關(guān)感應(yīng)部件的功能。本設(shè)計以某微型車變速器操縱機構(gòu)為研究對象，基于虛 擬現(xiàn)實技術(shù)原理對其 進行三維建模并虛擬裝配過程 ,從而實現(xiàn)汽車變速器操縱機構(gòu)的動態(tài)裝配。零部件三維實體建模、模擬裝配和運動仿真均通過 設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下部分： (1)運用三維軟件 建立 變速器操縱機構(gòu) 零部件的三維幾何模型和裝配模型。 (2)制定出該操縱機構(gòu)最優(yōu)的裝配序列。 (3)基于虛擬現(xiàn)實技術(shù) , 對 變速器操縱機構(gòu)進行 動態(tài)裝配過程中的干涉進行檢查。 設(shè)計研究意義 隨著全球市場的激烈競爭，加快產(chǎn)品開發(fā)速度已成為競爭的重要手段之一，快速將多樣化的產(chǎn) 品推向市場是制造商把握先機而求生存的重要保障，而傳統(tǒng)裝配需要反復(fù)修改，多次進行試裝配，周期長，成本高，不能適應(yīng)當(dāng)前敏捷制造的需要。在虛擬裝配中，由于沒有制造真實的產(chǎn)品，大大減少開發(fā)成本，并且在虛擬裝配時可以盡可能地解決大部分裝配問題，這就使新產(chǎn)品開發(fā)的周期大為縮短，使企業(yè)盡早占領(lǐng)市場。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 本設(shè)計則是基于 三維軟件，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)進行實體建模及裝配從而達到對變速器操縱機構(gòu)的裝配工藝進一步深入了解； 這樣可以從本質(zhì)上提高制造效率，節(jié)省勞動力，節(jié)約生產(chǎn)資源 ；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)工藝設(shè)計、制造及應(yīng)用的過程。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 第 2 章 變速器操縱機構(gòu)零件三維建模 維建模技術(shù) 三維建模技術(shù)作為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要基礎(chǔ)，經(jīng)歷了一個長時間的發(fā)展階段。計算機繪圖起源于 20世紀 50年代 10。 20世紀 70年代及 80年代初是計算機繪圖的迅猛發(fā)展時期 7。計算機設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展，使計算機的運算速度和集成化速度大大提高，成本大副下降，從而微型機得到普及，圍繞微型機開發(fā)的繪圖軟件和計算機輔助設(shè)計軟件層出不窮。伴隨著計算機圖形學(xué)的發(fā)展，在機械設(shè)計領(lǐng)域，設(shè) 計工具經(jīng)歷了從圖板到二維設(shè)計軟件，再到三維建模軟件的變革。如果認為從圖板到二維設(shè)計軟件的遷移，方便了設(shè)計人員對圖樣信息的產(chǎn)生、加工、存儲和傳遞，只是形式的改變，本質(zhì)上并沒有多大的進展；那么，三維造型軟件的出現(xiàn)在設(shè)計領(lǐng)域中邁出了革命性的一步。 三維建模徹底改變了傳統(tǒng)的設(shè)計理念 從設(shè)計人員依靠想象力繪制各種視圖，到直接繪制三維模型，再由計算機自動生成詳細的視圖。這使設(shè)計人員從想象各種視圖的困境中解放出來。對于復(fù)雜的模型，更可避免傳統(tǒng)設(shè)計方式難以避免的錯誤。而且，相對于平面模型而言，實體模型不僅可以提供集合拓撲信 息還可以包含模型的材料、質(zhì)量、質(zhì)心位置和轉(zhuǎn)動慣量等物理信息。實體模型有以下諸多優(yōu)點： (1)實體模型可以通過投影變換轉(zhuǎn)換為二維圖形，稍作修改即可輸出為工程圖紙。 (2)實體模型可以直接輸出到數(shù)控機床或快速成型系統(tǒng)。 (3)實體模型包含大量的物理信息，可以作為有限元分析或動力學(xué)分析的起點。 (4)采用實體模型可以直觀地模擬系統(tǒng)的運動，便于發(fā)現(xiàn)構(gòu)件的干涉。 目前，比較常用的三維設(shè)計軟件如： 等都具有相當(dāng)完善的實體建模技術(shù)。根據(jù)客觀條件和 軟件的特點，本課題選擇 軟件進行微型車車變速器操縱機構(gòu)的實體建模。 模軟件介紹 全稱為 是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的大型 能強大，內(nèi)容豐富，涵蓋了設(shè)計、分析、加工、管理等各個領(lǐng)域。在目前三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機 現(xiàn)今最成功的 11。運用 參數(shù)化設(shè)計 理論 ，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。 采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。 1 參數(shù)化設(shè)計和特征功能 采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一 功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。 2 單一數(shù)據(jù)庫 建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的 謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上 12。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場 。 能如下： (1)特征驅(qū)動 (例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等 )。 (2)參數(shù)化 (參數(shù) =尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等 )。 (3)通過零件的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間 (如表面積等 )的關(guān)系來進行設(shè)計。 (4)支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計 (規(guī)則排列的系列組件，交替排列，各種能用零件設(shè)計的程序化方法等 )。 (3)貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性 (任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方變動 )。其它輔助模塊將進一步提高擴展 模過程綜述 對于一 個復(fù)雜機構(gòu)，其建模的方法一般是先創(chuàng)建多個零件，然后將這些零件裝配在一起。 于特征的零件建模過程就是模仿零件的加工過程，即各特征的建立順序應(yīng)盡可能與零件的加工順序一致。一般零件建模的方法就采用以上介紹的建模方法，建模過程如下： (1)根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)特點，先建立一個基本體素或掃描特征作為零件的毛坯； (2)再參照零件的粗加工過程逐步創(chuàng)建零件的孔、鍵槽、型腔、凸臺、凸墊及用戶定義等特征； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 (3)最后參照零件的精加工過程創(chuàng)建倒圓、倒角、螺紋、修剪和陣列等特征。由于圓柱、塊和錐等基本體素屬 非關(guān)聯(lián)性特征，它們不與已建立的幾何對象關(guān)聯(lián)。因此，為了保證模型的可修改性，在一個零件模型中創(chuàng)建的基本體素不要超過 1個，而且基本體素一般被作為第一個特征。下面具體以“一二擋零件總成”來詳細說明建模過程。 二擋換擋總成的建模 1 一二擋換擋軸建模 (1)運行 。單擊新建“文件”工具欄中的新建工具，彈出“新建”對話框，如圖 (2)點選“類型”選項中的“零件”單選按鈕，點選子類型選項中的“實體”按鈕，并在名稱文本框中輸入新建文件的名稱，取消勾選“使用默認模板”復(fù)選框，單擊確定彈出新 建文件選項的對話框。 (3)選擇“ 板，確定單位為毫米 /牛頓 /秒， 圖 建窗口 圖 擇單位類型 (4)創(chuàng)建草繪圖形。選擇 擊確定進入草繪截面如圖 (5)根據(jù)二維圖紙繪制出換擋軸的草繪圖，繪圖時要選取相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線，以旋轉(zhuǎn)出三維模型，如圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 圖 草繪屬性”窗口 圖 草繪”窗口 (6)繪出草 圖后單擊右下角 圖標，完成三維建模，進行倒圓角處理得到實體模型，如圖 圖 二擋撥叉軸 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 2 一二擋換擋撥叉建模 (1)創(chuàng)建新文件與前面介紹撥叉軸建模類似，只是將名稱命名為“一二擋撥叉”。 (2)利用拉伸工具繪制出撥叉外輪廓，如圖 圖 制一二擋撥叉外輪廓 (3)利用拉伸去除材料，作出撥叉軸孔，如圖 圖 制一二擋撥叉軸孔 (4)修剪實體初步得到撥叉外形，并修剪倒角得到 撥叉實體，如 圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 圖 制一二擋撥叉實體 3 一二擋換擋 臂建模 (1)創(chuàng)建新文件與前面介紹兩個實體建模類似，將名稱命名為“一二擋換擋臂”。 (2)利用拉伸工具得到換擋臂粗外輪廓，如圖 (4)修剪實體初步得到換擋臂外形，并修剪倒角得到 換擋臂實體，如 圖 圖 二擋換擋臂粗輪廓 圖 二擋換擋臂粗輪廓 圖 二擋換擋臂 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 他零件建模 1 彈簧的建模 (1)單擊新建按鈕，在“新建”對話框中輸入文件名“ 按照上述零件建模方法 ，創(chuàng)建變速器操縱機構(gòu)模型的零件，包括：然后單擊確定。 (2)在主菜單中依次單擊“插入”“螺旋掃描”“伸出項”按鈕，彈出對話框， 如圖 圖 單管理器 (3)根據(jù)管理器選項依次選取“常數(shù)”“穿過軸”“右手定則”“完成”命令，選取“ 為草繪平面，系統(tǒng)彈出“方向”選擇正向，單擊缺省設(shè)置進入草繪環(huán)境。 (4)繪制草繪線，單擊確定輸入節(jié)距，得到草繪軌跡。 (5)繪制截面，如圖 圖 簧絲截面 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 (6)掃描實體，完成建模，效果如圖 圖 簧 2 殼體的建模 (1)單擊新建按鈕，在“新建”對話框中輸入文件名“ (2)在 ，畫出底面 1，在 ，畫出底面 2； 建立平面 草繪 1為基準剖面，拉伸殼體底座。 (3)以殼體底座上表面為草繪平面進行草繪 3，以草繪 3為拉伸截面，拉伸實體 2。 (4)建立平面 移 49，以草繪 2為拉伸截面，去除材料建模殼體底部；拉伸實體 10， 去材料形成主殼體輪廓。 (5)利用筋特征作出兩端 筋板 ， 拉伸孔 ， 利用孔特征作出兩端孔、兩底孔 ， 進行局部倒圓角。 (6)利用拉伸工具拉伸出實體，拉伸圓去除材料 （ D=1） ，進行局部倒圓角修整。 (7)利用孔工具作出標準孔 ； 拉伸殼體底孔（ 4 14），拉伸底座對角凸緣。 (8)對兩筋特征進行完全倒圓角修整（即最大倒圓角）；對其余部位進行倒圓角修整。 (9)得到殼體三維模型效果圖，如圖 圖 擋軸導(dǎo)向殼體 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 3 變速器操縱機構(gòu)零件三維效果圖 變速器操縱機構(gòu)的零部件建模主要包括前進五個擋及倒擋相應(yīng)的換擋軸、撥叉軸、換擋撥叉、換檔 臂、選檔彈簧、螺釘、銷、換擋撥塊、殼體等，部分零件三維視圖如圖 圖 擋導(dǎo)向軸 圖 速器后殼體 圖 擋臂 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 圖 釘 圖 性銷 章小結(jié) 本節(jié)介紹了三維建模技術(shù)的概念、應(yīng)用發(fā)展三維建模技術(shù)，作為一種先進的 產(chǎn)品設(shè)計制造方法，虛擬樣機技術(shù)有傳統(tǒng)的方法不可比擬的優(yōu)點，是現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)的一種趨勢；三維建模技術(shù)是虛擬樣機技術(shù)一個重要基礎(chǔ)。本章對 軟件介紹，概述建立三維模型的方法和過程，利用 三維 軟件建立了 轎車變速器操縱機構(gòu)的三維模型，并闡述了典型零件的建模過程。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 第 3 章 變速器操縱機構(gòu)虛擬裝配 立裝配體概述 建立裝配體概述 建立零件實體模型后，下一步需要將它們裝配起來成為裝配體。大多數(shù) 多組件裝配和虛擬裝配 13。 1 虛擬裝配的特點 軟件采用的裝配模式是虛擬裝配模式，即裝配件中的零件與原零件之間是指針引用鏈接關(guān)系，對原零件的修改會自動反映到裝配件中，采用此種裝配方法，具有以下特點： (1)裝配的內(nèi) 存需求減少。 (2)因為不需要編輯基本幾何體，裝配的顯示被簡化。 (3)如果組成裝配的零件有所改變，則裝配會自動更新。 運用 虛擬裝配技術(shù)進行裝配建模，還可以及時檢查裝配模型是否存在設(shè)計尺寸干涉，為將來實際裝配的順利進行提供可靠保證。因此所產(chǎn)生的裝配信息可以方便地繪制裝配圖，并能快速生成裝配分解圖，節(jié)省繪制裝配圖和零件圖的時間和成本。 2 裝配過程 在 軟件中，任何一個 可以作為零件文件，通常將 14。當(dāng)新建零件文件時，接著要選擇下拉式 菜單 建裝配文件時，要選擇 (1)裝配建模的大概過程。選擇新建菜單中的 組件 選項，進入裝配界面出現(xiàn)裝配工具條； 點擊下拉菜單裝配命令 圖標，向新打開的裝配文件中添加第一個已創(chuàng)建的零件模型 (可以將這個添加的零件模型定位在圖形區(qū)域的原點 )；向裝配文件中添加第二個零件模型；點擊 隱藏 圖標，在進行裝配操作前，先按正確的裝配位置給第二個零件重新定位并隱藏不需要顯示的曲線、草圖、對稱軸和坐標系等；點擊 約束 圖標，選擇正確的裝配類型 進行裝配。 (2)裝配導(dǎo)航工具。裝配導(dǎo)航工具 將部件的裝配結(jié)構(gòu)用圖形