机械设计虚拟实验室建设【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 本文阐述了以 为主要开发工具，进行机械设计虚拟实验室建设的思想方法。利用 件对实验设备进行建模、装配、爆炸、运动仿真、动画和图片导出，制作所需素材。然后利用多媒体制作软件 建出虚拟实验室。文中提到的齿轮参数化建模方法可以加快 高虚拟实验室的开发效率。 关键词 ： 机械设计；虚拟实验室； 媒体；动画； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 of UG as to do G to to in G of ey 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 1 绪论 . 1 2 机械设计虚拟实验室开发工具 . 2 G 软件 . 2 件 . 3 3 总程序框架图 . 3 4 片头程序编写 . 4 5 实验室主界面编程 . 6 6 常用机械 . 7 7 齿 轮摇杆机构动画制作 . 10 架建模 . 10 杆建模 . 11 齿圆柱齿轮参数化建模 . 11 件装配 . 12 动仿真 . 13 画导出 . 14 8 图片素材的制作方法 . 14 9 机械运动系统程序编写 . 15 面连杆机构程序编写 . 15 10 程序整合调试 . 16 11 结论 . 17 谢辞 . 18 参考文献 . 19 英文文献名称（鼓形齿轮传输机用圆环断开线牙的设计和动态仿真） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 绪论 随着经济全球化和 术的发展以及先进制造技术的不断完善 ,机电类产品的更新换代越来越快 ,生产周期越来越短。 鉴于仪器设备、配套设施、场地、资金等方面条件的限制 ,我 院机械教研室希望借助于现代化的通信和信息处理技术 , 克服由于硬件设施限制所带来的问题，建立一套拥有自主产权的机械设计虚拟实验室系统，以便学生可以通过计算机仿真交互地进行实验 ,同时保证教学的质量。 所谓的虚拟实验室就是以计算机网络 为核心 , 将虚拟仪器通过网络连接起来 , 以实现数据采集、分析，远程操作的一个系统。而虚拟实验 ,就是按照实验教学的基本要求 , 建立虚拟的工程实验环境，运用各种虚拟实验仪器仪表和设备 ,对建立起来的实验模型进行实时仿真 , 构成新型的教学实验。一些基础性实验 , 如物理实验、机械基础实验、电子技术实验、自动控制原理与系统实验等 , 都可以采用虚拟的方法进行实验 . 虚拟实验的应用和发展 , 是对传统实验教学模式的补充和完善。 据资料显示国外的一些大学已组建了远程虚拟实验室 ,如美国 学化学工程系建立了 实验室 ; 新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验等。虚拟实验室一般具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性以及安全性等特点 ,是传统实验室无法比拟的 ,决定了它在科研、教育 (特别是远程教育 ) 中良好应用前景。 目前 ,国内也已有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如 :清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统 ;华中科技大学机械学院工程测试实验室将虚拟实验室成果在网上公开展示 ,供远程教育使用 ;中国科学技术大学人工智能与计算机应用研究室最新研制出我国第 1套虚拟显示教学软件“几何光学实验设计平台”。但是 ,涉及到机械虚拟实验室并不是很多。 鉴于以上情况，本文 提出了一种 以学生为主体的 构建机械设计虚拟实验室的方法。 即 采用采用当今世界上最先进和紧密集成的、面向制造业的 称 制作各种机械零部件二维三维实体、装配、爆炸、运动仿真和动画图片等多媒体素材 ， 交互性强大的多媒体制作软件 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2 机械设计虚拟实验室开发工具 是全球发展最快的机械 即 公司之一。它的产品 称 件是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造业的 知识驱动自动化技术领域的领先者。 经覆盖了整个产品开发的全过程，即从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布，无一不包括。 其 主要功能如下： （ 1） 产品设计。 利用建模模块、装配模块和制图模块，可建立各种复杂机构三维参数化实体装配模型和部件详细模型，半自动化生成平面工程图纸；可应用于个行业和各种类型产品设计，支持产品外观造型 设计。所设计的产品模块可以进行虚拟装配与各种分析，省去高价购买各种实验机构的过程，大大提高了 构建机械设计虚拟实验室的可行性。 （ 2） 性能分析。利用有限元分析模 块，可以对产品模型进行受力分析、受热分析和模态分析。它可以和 机械设计虚拟实验室中减速器的课程设计模块完美结合起来。 （ 3） 零件加工。利用加工模块，可以自动 产生数控机床能接受的数控加工指令。 （ 4） 运动分析。利用运动模块，可分析产品的实际运动情况和干涉情况，并对运行速度进行分析。更为重要的是， 出 制作机械设计虚拟实验室所需要的各种三 维二维动画，其逼真的机械运动效果是其它软件无可比拟的，这正是 选择 （ 5） 走线。利用走线模块，可根据产品的装配模型，布置各种管路和线路的标准件接头，自动走线并计算出所使用的材料，可以列出材料单。 图 1 应用 模块 （ 6） 产品宣传。 利用造型模块，可以产生真实感和艺术照片，可以制作 画等。加上材料库后的机械零部件更加具有真实感，比用图片处理软件如 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 软件制作的图片更 加方便快捷逼真。这是 选择 又一原因。 在各种多媒体应用软件的开发工具中 ,自 1987年问世以来，获得的奖项不计其数，其面向对象、基于图标的设计方式，使多媒体开发不再困难。 认领先的开发因特网和教学应用的多媒体创作工具，被誉 “ 多媒体大师 ” ， 能不断增强，了其强大的功能外，容易使用是其重要优点 。 一般的多媒体制作软件不一样的地方在与： 它具有不用写程序的特色，使用流程线以及一些工具图标，可制作一些程序软件才能达到的功能。如分支流程、判断流程等；此外，它超强的编辑环境所做的特殊效果，令人叹为观止。如果再搭配 像的软件，来制作多媒体产品，将会使制作出来的作品达到非常好的效果。 所以 用面向对象的设计思想 ,是一种基于图标( 和流线 (的多媒体开发工具。它把众多的多媒体素材交给其他软件处理（本实验室构建 主要使用 ,本身则主要承担多媒体素材的集成和组织工作。本人 提出使用 是因为它可以利用各种图标将文字、声音、动画等媒体素材按照一定的实验思路组合起来 ,然后设置其控 制和交互方式 ,最后 可以构建出一个理想的虚拟实验室系统，并可以将其打包发行。 3 总程序框架图 使用 所示 。 具体编写过程 如下： （ 1） 打开 建一个文件命名为“机械设计虚拟实验室”，修改文件属性，大 小选择使用全屏，选项勾选显示标题栏、覆盖菜单、屏幕局中三项，如 图 3所 图 2 机械设计虚拟实验室总程序框架 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 示。运行程序，发现播放窗口已经变成全屏显示。完成以上操作后 保存文件。 图 3 文件属性 （ 2） 拖两个群组图标放到流程线上，分别命名为“片头”、“主界面”。“片头”用来制作机械设计虚拟实验室进入界面的密码控制程序。“主界面 ”用于放置机械设计虚拟实验室主控程序的背景文字设置。 （ 3） 然后拖放十个群组图标放于交互图标“主控制”右侧，依次命名为“标注件库”、“常用机械”、“机械运动系统”、“拆装演示”、“课程设计”、“实验大纲”、“实验指导书 ” 、“实验项目 ” 、“实验报告”，并且交互方式选择为按钮交互。然后在拖放三个群主图标放在“主控制”最右边，交互方式均为热区域相应， 分别命名为“创新基 地”、“ “点击帮助”。 （ 4） 将文件保存，然 后关闭文件。到此已经完成机械设计虚拟室主体程序的编写，在下文 将依次介绍各 个模块的程序编写和调试。 4 片头程序编写 片头 总程序 框架 图 见 图 4。 具体编程过程： （ 1）新建一个名为“片头”， 修改文件属性 ，大小选择使用全屏，选项勾选显示标题栏、覆盖菜单、屏幕局中三项 。运行程序，发现播放窗口已经变成全屏显示。完成以上操作后保存文 件。 图 4 片头程序 （ 2）拖放一个 显示图标放在流程线上，命名为“背景”。打开“背景”图标，导入 事先已经用 下“ ”键，打开属性面板，特效选择左右两端向中间展示特效，同时勾选禁止文本查 找和 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 5 “背景”属性 防止自动查找两个选项。如图 5 所示。 （ 3）拖放一个显示图标，命名为“文字”，设置其属性同上。双击打开显示图标，用文字输入工具分别输入“河南科技学院机电学院机械教研室”、“虚拟实验室” “指导：丛晓霞 逄明华 制作：晁伟”、“登录系统”、“姓名”、“密码”、“重置”、“退出”等文字。调整文字大小、字体颜色、字体型号和文字位置。 图 10 “ 晁伟 ” 群组程序 （ 4）拖放一个交互图标，将其命名为“密匙系统”。拖放一个群组图标，设置其交互方式为“文本输入”，将其命名为“晁伟” 。修改其属性如 图 6和图 7所示 。 图 6 “晁伟”属性 图 7 “晁伟”属性 (5)拖放一个群组图标放到“晁伟”群组图标右侧，命名为“ *”，设定其属性如图 8 和图 9 所示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 8 “ *”属性 图 9 “ *”属性 （ 6） 拖放两个计算图标放在“ *”图标右侧，分别命名为“重置”、“退出”，交互方式均为按钮交互。打开“重置”图标，输入“ 文字 )”。打开“退出”图标，输入“ ”。 （ 7）打开“晁伟”图标，编程如 图10所示，各个 图标设置同上 。 （ 8）拖放一个擦出图标，命名 “擦”，运行程序，将出现的文字和背景全部擦出。保存程序文件，完成“片头”模块编 图 10 “晁伟”群组程序 程。程序的具 体调试过程，由于篇幅所限，在此不再详细介绍 。 5 实验室主界面编程 实验室主界面 程 如图 11 所示。 具体实现过程 : (1)新建一个文件，命名为“主界面”， 修改文件属性，大小选择使用全屏，选项勾选显示标题栏、覆盖菜单、屏幕局中三项，如图 1行程序， 图 11 主界面程序图 发现播放 窗口 已经 变成全屏显示。完 成以上操作后 保存文件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 (2)拖放一个擦出图标到程序线上，命名为“擦出 ” 。打开其属性面板，设置其擦出特效为“左右两端向中间展示”。 (3)拖放两个显示图标，分别命名为 “背景 007”、“框架”。做相应内容设置。 (4)拖放一个数字电影图标到流程线，命名为“虚拟 片头视频”。打开图标，导入提前做好的视频动画，然后设置其属性如图 12所示。 图 12 电影属性 (5)拖放一个显示图标，命名为“齿轮”。双击打开图标，导 入用 件制作导出的齿轮图片，如 图 13所示 。 (6)按“ ” 运行程序，观看播放效果，按“ ” 暂停程序播放，调整各个部分的显示位置。调整好后，保存程序，退出文件，完成本模块编程。 6 常用机械 常用机械程 序框架如图 14 所示 。 图 13 齿轮背景 图 14 常用机械程序 具体编程 过程如下： （ 1） 新建一个 名为“常用机械”， 修改文件属性，大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 小选 择使用全屏，选项勾选显示标题栏、覆盖菜单、屏幕局中三项，如图 1行程序，可以观察到 播放窗口已经变成全屏显示。完成以上操作后保存文件。 （ 2） 拖放一个显示图标到流程线上，命名为“新背景 11”。双击打开，导入事先用 调整其大小。注意按住“ 图 15 背景属性 同时调 整对角线可以保证图片按等 比例缩放，以免图片变形而产生不必要的失真效果。然后设定其属性如 图 15 所示 。 （ 3） 拖放一 个显示图标到流程线上，命名为“文字 3”。注意， 函数调用时又常常会涉及图标名称，所以图标命名的时候尽量不要重名，以免发生错误。双击打开图标，用文字工具依次写入“首页”、“齿轮摇杆机构”、“简易冲床”、“剪床机构”、“步进机构”、“其他机构”、“退出”，并调整其位置、大小、字体、颜色和粗细，最后将所有文字设置为透明模式。按下“ ” 打开其属性，设置同上。 （ 4） 拖放一个交互图标到流程线上，将其命名为“常用机械”。 （ 5） 拖放七个群组图标，分别命名为“首 页”、 “齿轮摇杆机构”、“简易冲床”、“剪床机构”、“步进机构”、“其他机构”、“退出” ,交互方式全部为热区域交互。同时按下“ ”组合键，运行程序，观看程序运行效果。同时按下“ ”组合键，暂停程序运 行，此时会出现七个虚线框，用鼠标调整各个虚线框大小和位置，使虚线框和它 们对应的文字重合，从而将（ 3）中输入的七个词语所在区域设置为热交互区域。最后将七个热交互相应属性设置如下： 图 16 简易冲床属性 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 （ 6） 双击打开“首页”群组图标，拖放一个计算图标到流程线上，命名为“首页”。双击打开， 输入“ 背景007)”然后关闭保存。完成“首页”群组编程。 （ 7） 双击打开“齿轮摇杆机构”群组图标。编写程序如图 17所示。 1) 在流程线上放置一个“运算”图标 , 命名为“初值” , 输入 : 1 图 17 齿轮机构编程 1 24 对程序中的变量进行初始化 ; 2) 在流程线上拖入一个“电影”图标 , 命名为“齿轮摇杆机构 在属性栏中导入用 轮摇杆机构 , 以外部文件格式存在 , 所以 项不可选 ,单击 计时 标签 , 在 执行 中选择 同时 选项 , 在 速率 中输入变量 用来控制播放速度 ; 在 开始 中输入变量 用来控制电影播放起始帧的变量取初值 ; 在 结束帧 中输入变量 用来控制电影播放结束帧的变量取初值。 3) 在流程线上拖入一个 交互 图标 , 命名为“控制” , 依次拖放六个 群组 图标到交互图标的右下侧 , 分别命名为“首页”、“播放”、“暂停”、“继续”、“快进”、“后退”、“结束”、“返回”、“退 出” , 响应类型为 按钮 响应 , 并依次调整好各按钮的位置 ; 4) 为各群组图标定义运算编辑内容 , 选择“播放”图标 , 按下 “ ” 键 , 输入内容实现开始播放。 24 齿轮摇杆机构 齿轮摇杆机构 ) 5) 选择“暂停”图标 , 按下 “ ” 键 , 输入内容实现从当前位置暂停播放。 齿轮摇杆机构 ,1) 6) 选择“继续”图标 , 按下 “ ” 键 , 输入内容实现从当前位置继续播放。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 齿轮摇杆机构 ,0) 7) 选择“前进”图标 , 按下 “ ” 键 , 输入内容实现从当前位置向后快进。 齿轮摇杆机构 , 电影 +100) 8) 选择“后退”图标 , 按下 “ ” 键 , 输入内容实现从当前位置向前快退。 齿轮摇杆机构 电影 - 100) 9） 打开“首页”图标，拖入一个计算图标，命名为“返回首页”。打开计算图标，输入“ 背景 007)” ,然后保存退出。 10）打开“返回”图标，拖入一个计算图标，命名为“返回常用机构”。打开计算图标，输入“ 新背景 11)” ,然后保存退出。 11) 选择“退出”图标 , 按下 “ ” 键 , 在“退出”计算图标中输入如下内容 , 实现退出关闭窗口。 ) 12) 最后在“退出”交互按钮的 以退出 。 （ 9）“简易冲床机构”、“剪床机构”和“步进机构”三者编程同上。“其他”用于系统拓展接口，可以在以后系统的开发过程中继续加入大量内容。 （ 10）“退出”群组中，我们加人一个计算图标，输入“ 新背景 11)” 用于返回机械设计虚拟实验室的首页。 （ 11）到此 已经完成“常用机械”群组中程序的编写。调试完后，保存退出。 7 齿轮摇杆机构动画制作 分析： 从图 18 中可以看出，齿轮摇杆机构主要由以下部件组成：机架 、 大齿轮 、 小齿轮 、 摇杆 、 滑块 、手轮 和 固定铰接件。接下来重点阐述机架建模、 摇杆建模、参数化直 齿圆 图 18 齿轮摇杆机构装配体图 建模方 柱齿轮的 法、各部件的装机配过程、运动仿真和动画导出。 架建模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 （ 1） 打开 建一个文件，命名为“ 然后保存。注意，中文件名字不能出现汉字，否则系统将提示错误。同样要打开一个文件，必须把文件复制到 目录下，保证没有汉字出现。 （ 2） 使用长方体命令，生成底座实体。再次使用长方体命令生成底座上方定位板。 （ 3） 使用圆柱命令生成与摇杆相联接的实体。 （ 4） 使用布尔操作求和命令将 前三步生成的实体合并为一体。 （ 5） 使用特征操作中的孔命令分别制作出大齿轮小齿轮和摇杆与机架相连接的三个孔。 （ 6） 最后将底座四个角倒圆角，将固定板上面两角倒圆角。 （ 7） 保存文件，退出。 杆建模 （ 1） 新建一个 其命名为“摇杆”。保存文件。 （ 2） 打开“格式”菜单，选择“图层的设置”，将第 2层作为工作层。 （ 3） 进入草图，绘制摇杆轮廓，并约束定义尺寸。完成后退出草图。 （ 4） 按照（ 2）中方法将图层 1更改为工作图层。执行“拉伸 ” 命令 ,将草图拉伸成实体。 （ 5） 再次进入图层，将第 2层选为 “不可见”，确定后即可观察到 草图轮廓已将被隐藏。 （ 6） 保存文件后退出。 齿圆柱齿轮参数化建模 （ 1） 打开 件，新建一个文件，命名为“ 然后保存文件。 图 19 表达式 （ 2） 打开表达式对话框，输入表达式 如图 19所示。 （ 3） 单击工具栏的“规律曲线 ” 图标，打开规律曲线对话框，选择“根据方程”， 连续单击确定。完成本步操作以后，即可观察到 有一段渐开线已经生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 成。 （ 4） 执行“格式”菜单中的“ 项，接着选择“旋转”命令，在弹出的对话框中选择“ _ ”，角度框中输入“ 单击确定。 （ 5） 然后再次执行“规律曲线命令 ”，插入另一条渐开线。在草图中绘制出齿顶圆弧和齿根圆弧，到此 已经绘制出由四条曲线构成的封闭 齿廓 曲线。 （ 6） 使用“圆柱”命令，直径中输入“ 高度中输入“ H”，生成齿根圆柱。 （ 7） 将已经生成的封闭齿轮廓线拉伸，拉伸长度选择公式中的“ H”。然后执行布尔求和命令，将生成的两个实体合并为一体。 （ 8） 点击工具栏“实例特征”，将上一步中生成的齿圆周阵列，齿数选公式中的“ Z”，而阵列的角度输入“ 360/Z”，确定，即可完成直齿圆柱齿轮齿轮参数化建模。其它齿轮的细节，在此省略。 （ 9） 保存文件，关闭。 件装配 （ 1）打开 其命名为“ 保存文件。 （ 2）进入装配模块，点击“添加现有组件”，选择“ ,确定。弹出“添加现有部件对话框 ” ,如图 20所示，保持默认设置，确定。接着弹出“点构造器”对话框，如图 21，保持默认设置，确定。然后观察装配界面， 可以 看到机架已经导入。 图 20 添加现有部件 图 21 点构造器 (3)继续添加组件，添加“手轮”。弹出“添加现有部件”对话框，选择定位方式为“配对”。接着弹出“配对条件 ” 对话框 ,依次适用“中心”和“配对”买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 命令将手轮定位安装到机架上。 (4)添加“ ,选择定位方式为“配对”，点击确定。接着弹出“配对条件”对话框，依次使用“中心”配对和“配对”命令，将小齿轮定位转配到手轮上。 (5)添加“ ,选择定位方式为“配对”，单击“确定”。接着弹出“配对条件”对话框，适用“中心”配对命令和“配对”命令，将大齿轮装配到机架上。如果装配后，大齿轮和小齿轮未完全啮合，我们可以选择“重定位组件”命令中的“绕点旋转”命令，将大齿轮绕轴线通过旋转与小齿轮啮合。 (6)添加“ 件，选择定位方式为“配对”， 单击“确定”。弹出“配对条件”对话框，依次使用“中心”配对命令和“对齐”命令，即可将大齿轮轴装配定位到机架上。 (7)添加“ ,选择定位方式为“配对”， 单击“确定”。在弹出的“配对条件”对话框中，依次使用“中心”配对和“距离”配对命令，即可将摇杆轴装配上。 (8)添加“ 组件，选择定位方式为“配对”， 单击“确定”。弹出“配对条件”对话框，依次使用“中心”配对命令和“对齐”命令，即可将摇杆装配定位到机架上。然后选择“重定位组件”，使用其中的“绕点旋转”命令，将摇杆旋转到合适位置，便于下一步装配滑块部件。 (9)添加“ 组件，选择定位方式为“配对”， 单击“确定”。弹出“配对条件”对话框，依次使用“中心”配对命令和“对齐”命令，即 可完成滑块、大齿轮和摇杆三者定位装配。 图 22 运行电子表格 (10)到此为止， 已经完成了齿轮摇杆机构所有部件的装配。保存文件，退出。 动仿真 （ 1）打开“ 配体文件。在“起始 ” 下拉菜单中选择“运动仿真”，进入运动仿真界面。 （ 2）运动导航器会自动打开，在“ 点击鼠标右键，新建运动仿真“ （ 3）接下来开始定义连杆，使用鼠标左键点击工具栏“连杆”，弹出定义连杆对话框。选择“机架”实体，勾选固定连杆对话框，点击应用，完成机 架连杆的定义。接着依次定义各个杆件，与定义机架连杆不同的是不需要再勾选固定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 连杆选项。 （ 4）点击 工具栏“运动副”命令，依次定义乡邻两个杆件组成的运动副，需要 注意的是，定义原动件和机架之间 运动副时，必须选择“运动驱动”选项，本机械构件 中运动驱动为“球铰”。 （ 5） 通过以上几步操作， 已经完成运动仿真前期工作 ，保存文件。为了验证上面定义的连杆和运动副是否有错误的地方，打开右侧的运动仿真导航栏， 依次点击个连杆名称，装配体上相应杆件会变红显示。如果没有错误，接着检查刚刚定义的运动副是否有误。如发现错误，返回重新定义。 （ 6）在完成以上工作之后，进行运动仿真 让装配体 运 动起来。点击工具栏中的“球铰”，勾选“ 输入“步长大小”和“步数”，点击“单步向前按钮”，在窗口中 可以观察到装配已经运动起来了。 （ 7）到此，齿轮摇杆机构装配体的运动仿真工作 全部完成 。保存文件，退出。 画导出 （ 1）打开“ 配体文件。在“起始 ” 下拉菜单中选择“运动仿真”，进入运动仿真界面。运动导航器会自动打开，右键单击“ 将其转换为工作状态。 （ 2）在工具栏中点击“球铰”，设置“步长”为 1，“步数”为 360步，单击“单步向前”，使装配件运动一周。然后点击“球铰”对话框中向下箭头，选择“使用电子表格”，确定。弹出图 22 所示对话框，单击“播放”，运行电子表格，让电子表格驱动装配体运动一周，然后点击“确定”。 （ 3）在文件菜单栏中选择导出“ 指定文件名和路径，确定后即进行动画导出。需要说明的是， 电脑性能提出比较高的要求，而且在执行过程中会比较慢， 这是正常现象。到此已完成 存文件，退出。 8 图片素材的制作方法 （ 1） 使用 可以 在建模、装配、运动仿真过程中， 直接在“文件”菜单下导出，或者使用抓图软件进行抓图。 （ 2）背景图片， 一般使用 后用抓图软件抓出来，放到 （ 3）按钮等小素材，可以直接在网上收索 或者使用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 9 机械运动系统程序编写 机械运动系统程序框架如图 23所示。 具体编程过程 : （ 1）打开 名为“机构运动系统”，然后保存文件。 （ 2）拖放一个显示图标到流程线上，命名为“新背景”， 导入事先做好的背景图片，调整大小和位置。 (3)拖放一个显示图标到流程线上，命名为“文字”。双击打开，在 色和效果，然后复制到 字”中。打开属性面板，设置其过渡效果为“左右两端 图 23 机构运动系统程序图 向中间展示”。同时按下 组合键“ ”运行程序，按下“ ”暂停程序，用鼠标调整文字到合适位置。 （ 4）拖一个交互图标到流程线，命名为“机构运动系统”。拖放七个群组图标到交互图标右边，依次命名为“首页”、“平面连杆机构”、“凸轮机构”、“间歇机构”、“螺旋传动”和“齿轮传动”。其交互方式皆为“热区域交互”。 （ 5）到此为止，“机构运动系统”主体程序框架已经编写完毕。 面连杆机构程序编写 平面连杆机构程序 框架 如图 24所示 ： 具体编程过程： (1)拖一个框架图标到流程线上，将其命名为“平面连杆机构框架”。 (2)拖放三个群组图标到到框架右边，依次命名为“ “图片展示” 图 24 平面连杆机构 图 25 菜单 2程序图 和 “运动仿真”。 (3)双击“ 图标打开下一层程序编写流程。编入 图 25所示 程序 。 (4)双击“图片展示”图标，打开下一层程序编写 窗口，编入 图 26程序 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 （ 5）双击“运动仿真”图标，打开下一层程序编写窗口，编入 图 27所示 程序 。 （ 6）双击“平面四杆机构三大类”图标，打开下一层程序编写窗口，编入 图 28所示 程序。 （ 7） 由于以上几步程序都有重复类似之处，故没有详细列举。运行程序，调试好后，保存退出 。 图 26 图片展示程 图 27 运动仿真程序图 图 28 平面四 杆机构三大类程序图 10 程序整合调试 （ 1） 通过上文介绍， 已经完成了图 2机械设计虚拟实验室总程序框架中各个群组中程序的编写。分别打开各分程序，全选分程序中流程线上的所有程序，按“ ”组合键复制。打开机械设计虚拟实验室总程序文件，找到对应分程序所在群组，按“ ”组合键，将分程序拷贝进去。按照上面步骤依次将所有分模块程序拷贝进总程序对应框架 ，保存程序。 （ 2） 接下来 将进行总程序的运行和调试。 同时按下组合键“ ”键，运行程序， 可以 看 到 程序整体 的运动 效果。 （ 3）在运行中可以看到程序的运行效果。当然，也会发现一些瑕疵，这就是 调试程序的原因。同时按下“ ”暂停程序，通过鼠标的 拖动调整界面位 图 29 入口界面 图 30 实验主控界 面买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 置。对于一些非常小的细节问题，必须在 停止程序运行后到对应的图标中去修 改。如运行过渡效果，就必须到对应图标的属性中去修改，打开属性方法是 同时按下“ ” 键。 （ 4）调试完后的程序运行效果如图 292所示。 图 31 机械运动系统 图 32 平面连杆机构 11 结论 本文通过利用 维实体图、装配体图、运动仿真动画等素材，最后用 作多媒体机械设计虚拟实验室。此方案可以以光盘等载体保存，应用时携带 方便 。此方式在现今使用比较广泛，技术成熟 ，制作比较方便。最终构建出来的 机械设计虚拟实验室 可以很好的解决河南科技学院机械实验室因资金短缺 、设备更新滞后而带来的一部分实际 问题。构建出来的机械设计虚拟实验室由于 所有机械类素材都是使用 功能强大的 制作机械零部件过程中，人工添加出了各种机械零部件的真实材质，增加了零部件素材的真实感，因而专业性很强 ,可以很好的 生成非常逼真的虚拟实验设备的图素。机械设计虚拟实验室既有机械设计实验 , 又有机械原理实验 , 这要求虚拟实验环境中既有二维环境 , 又有三维环境 ,这些都在 于机械设计虚拟实验室采用多媒体制作软件 而可以很好的解决虚拟实验系统对运行环境生动形象、具备动画和解说的要求。而且通过 其实验指导功能可以很好的发挥，因而它可以有效的减轻实验指导教师的负担。学生通过人机交互进行虚拟实验，因而学生在虚拟实验室中不仅仅是虚拟实验系统的观摩者而且虚拟实验室的实验者，具有一定的主观能动性 。虚拟实验室中留有很多扩展通道，可以 向其中加入新的内容，可升级性使其具有强大的生命力。 本虚拟实验室，日常维护和升级工作，均 可以由学生来完成，正真做到了以学生为本位。 经过对 虚拟实验室进行最终的运行试验，证明本文开头提出通过 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 谢辞 本次毕业设计得到了河南科技学院机电学院机械教研室丛老师和逄 老师的大力支持和悉心指导。两位导师渊博的知识储备，严谨的治学态度，关心机械实验室发展前景的强大责任心，令晚辈佩服万分。 丛老师治学严谨，做学问求真务实，关注科技前沿发展，开拓创新，与时俱进，紧跟时代步伐。积极参加教学创新，关心本学科发展前景，在机械实验室资金投入短缺的条 件下，敢于创新，提出构建河南科技学院机电学院机械设计虚拟实验室设想，并着手去一步一步努力，着实令人敬仰。晚辈不才，承蒙前辈指点，才得以完此本毕业设计及论文，在此学生对丛老师表示衷心的感谢。 逄 老师，在本人毕业设计过程中，给以了本人很大的帮助和指导，学生不胜感激。逄老师是我的指导教师，也是我们的朋友，我们是一个团队，在毕业设计中，我们共同探讨研究问题，在一遍遍的假设和论证过程中，我们找到了基于探讨斜齿圆柱齿轮三维参数化精确建模的过程中，我们一起推翻了 几十篇错误论文。在逄明华导师身上，我到了很多对自己有用的东西，在此学生深表谢意。 同时本人也不得不提及本组的赵德胜同学，虽然我们以前不认识，但是在我们共同使用 们共同探讨，相互帮助和逄明华老师三个人组成了 门研究 针对 河南科技学院机电学院参加“全国三维数字化设计大赛”的学生进行 。赵德胜同学办事认真，在毕业设计中，给予了本人一定的帮助，在此祝愿赵德胜同学本科毕业以后工作顺利！ 结尾之际，本人再一次祝愿两位导师和赵德胜同学身体健康，工作顺利 ! 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 参考文献 1 孙桓，陈作模，葛文杰 . 机械原理 M等教育出版社， 2006,5 2 濮良贵 ,纪名刚 M等教育出版社， 2005 3 付本国，徐岩 ,许小钧 ,孙朝阳 械设计实例教程 M