基于proe的清障车变速器虚拟装配与运动学仿真.doc

1 前言虚拟装配是在虚拟环境中，利用虚拟现实技术将设计的产品三维模型进行预装配，在满足产品性能与功能的条件下，通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配的结构，实现产品可装配性和经济性。据统计，产品的装配费用占整个生产成本30%50%乃至更高，因此对产品装配工艺进行以提高质量和效率、降低成本为目标的改进和再规划，是增强制造业竞争力的重要环节。虚拟装配技术可缩短产品的设计开发周期、降低成本、提高质量1-4。其任务就是用可视化手段研究和解决产品的可装配性问题5。它将产品设计阶段产生的产品数字信息在计算机内进行虚拟实物复现，以验证产品的可装配性。在虚拟环境中，设计人员可以像实际操作一样对虚拟零件进行装配操作、建立产品装配模型、进行装配规划、检查装配过程中的干涉情况，以提高产品装配的一次成功率6。本文以清障车变速箱为应用对象，利用Pro/Engineer（以下称Pro/E）作为虚拟装配体系的软件平台，对清障车变速箱进行虚拟装配与运动学仿真研究。2 国内外研究现状2.1 清障车技术现状及发展趋势图1 东风153平板带吊机清障车清障车全名为道路清障车，又称拖车，由底盘、起重装置、托举牵引装置、液压系统、电控系统、车体与工具箱等组成，具有起吊、拽拉和托举牵引等多项功能，适用于高速公路、城市道路的清障作业。图1为东风153平板带吊机清障车。道路清障与施救技术起源于20世纪初的美国，早期采用的方式是用钢丝绳或硬拖杆拖拉事故车辆或故障车辆7。如图2，图3所示。 图3 20世纪30年代的清障车图2 1919年美国的清障车 图4 1947年的清障车20世纪2050年代的清障车，是在货车上安装滑轮、钢丝绳和卷扬机，靠机械传动带动卷扬机、拉杆支撑，吊起故障车的一端拖离现场，结构简单，功能单一。图4为1947年的清障车。20世纪5070年代，以引入液压传动与控制技术为标志，采用全液压传动的清障车诞生，出现一批著名的清障车生产企业，如：美国的CENTRY、JERRDAN，加拿大的NRC，英国的BONIFACE等，清障车的技术和生产得到很大的发展。我国清障车工业起步于上世纪八十年代末，在近二十年里，国内清障车行业经历了引进整车、吸收仿制到自主研发清障车的过程。随着我国城市交通和高速公路的快速发展，国内清障车的产品设计技术、制造工艺也进行了突破性发展，形成了清障车多功能化、智能化、人性化的产品技术特点；专用机构运用新型材料、产品模块化设计、专用设备的应用的制造工艺技术特点8。多功能清障车主要分为：升降平台清障车、随车吊平板清障车。按牵引吨位分为：2吨、3吨、5吨、8吨、10吨、15吨、25吨、30吨、50吨、80吨等。2002年我国公路通车里程已达175.8万公里，其中高速公路达2.5万公里，跃居世界第二。随着京沈、京沪、西南出海通道等高速公路的开通，我国以五纵七横国道主干线为重点的国家公路主骨架已初步建成。这为清障车的突飞发展孕育了广阔市场，作为“让大地的脉络更畅通”的使者清障车，要使其更能发挥安全快捷、强而有力的道路清障优势，那么清障车底盘专用化、重型化、智能化、作业附件实用性是清障车技术发展的必然趋势。2.1.1 我国清障车技术现状现在的清障车已不再是单纯的托（牵）车了，而是一车多用、一车多能。如在清障车上添加摩托车升降平台，除能满足对四轮车辆的托（牵）车的作业外，还可对二轮摩托车进行背载作业，拓宽了清障车作业车辆的范围。在清障车上配装高空作业升降平台，既满足了道路清障作业的需要，又可满足公路、交警、市政门对路标、路灯等进行高空作业。在清障车上配装强光照明装置，可为夜间作业提供照明光源。清障车上配装原地转向机构，作业人员可以很轻松地校正清障车与被托车的相对位置。清障车在托举事故车时，必需将托臂对准被托举的事故车后，才能作业。但在实际清障作业中，若驾驶员倒车技术不熟练或者路况不良，则可能要反复几次倒车，方可校正清障车与事故车的相对位置。这时，作业人员只需操纵安装在驾驶室的原地转向操纵手柄，清障车可围绕后桥中心原地转动，调整清障车与被托车的纵向作业所需的位置，进行作业。从而大大提高了工作效率。在一些公路隧道、城市道路和高架桥等较窄的路面上，如发生事故造成堵塞交通时，汽车掉头转向就非常困难了，清障车也就不能快速顺畅地将事故车辆拖走。如清障车上配装带动力驱动的原地转向机构就能有效地解决以上问题。折叠式平板机构作业时，其与地面的最小夹角为8，能适用低矮且接近角较小的车辆，使被托车在被牵引上平板时，不会与平板发生干涉，从而能安全地完成托举作业。清障车托臂自动平衡机构，利用传感器（临时安装在被拖牵车辆的前端与尾端，即前端与清障车托臂、尾端与地面最有可能或最先趋向发生碰撞的位置。也可固定安装在托臂上）发出被拖牵车辆与托臂的相对位置的变化信号，动力单元接收信号后即开始工作，同时电磁阀阀门打开，压力油即进入执行油缸产生动作，使托臂立即变幅角度或升降离地高度，调整被托车前端与清障车托臂、被托车尾端与地面的间距，从而避免发生碰撞。驾驶员不用担心路面是如何的上坡下坡，也不用停车挂取力器，下车操纵，人为地调整托臂的变幅角度。2.1.2 清障车技术发展趋势清障车重型化是清障车技术发展的一个显著特点。随着我国汽车吨位重型化的调整，国家西部开发、南水北调和西气东输的建设，加上奥运建设的铺开和上海世博会建设的启动，道路条件的改善，交通运输业的发展，公路运输向高速化、集约化、专用化、集装箱化发展，必将引起重型汽车业(包括专用重型汽车)的崛起。作为保证道路畅通的清障车，无凝也必须重型化，才能满足重型车辆的清障需要。 清障车智能化，就是从安全、方便、人性化考虑，在系统中装配一些智能设备，如遥控系统，机构安全报警系统，紧急拯救系统。 清障车底盘专用化，是国内清障车行业发展的必然趋势。目前，国内的清障车全部是利用二类底盘来改装的。二类底盘的轴荷分布是按载货车来设计的，这与清障车托举作业时的所要求轴荷分布是不同的。往往会出现清障的托举机构还有潜力，清障车的总质量也小于其最大总质量，但其后轴却已经超载了。二类底盘的轴荷分布对清障车是不适用的。由于清障车是特种作业车，其需要随车携带许多作业附件工具。现在国内的二类底盘两大梁外侧已被燃油箱、电瓶、气罐占住了空间，这样就很难再布置工具箱来安放清障车所需的众多作业附件。若清障车底盘专用化，就能很好地来解决这些问题。 作业安全、快速是道路清障拯救的两项重要指标。而专用作业辅件是作业安全快速重要的保证。随着车辆的种类和款式的不断增多，道路上造成事故与故障的模式也千变万化，因此，只有不断地开发安全、实用、高效的作业辅件才能满足各类清障作业的需要。2.2 变速器的发展现状2.2.1 变速箱的功用和组成汽车变速箱用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。它的功用是：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件（如起步、加速、上坡等），同时使发动机在有利（功率较高而油耗率较低）的工况下工作；在发动机曲轴旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出9。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，根据需要，还可加装动力输出器。2.2.2 变速器的类型（1） 按传动比变化方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种9。有级式变速器应用范围最广。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型载货汽车变速器的传动比通常有3-5个前进挡和1个倒挡，在重型载货汽车用的组合式变速器中，则有更多挡位。无级式变速器的传动比在一定范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，这种形式的变速器在超重型自卸车系统中有广泛采用的趋势。液力式的传动部件是液力变矩器。综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器。其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。（2） 按操纵方式不同，变速器又可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式3种。手动操纵式变速器靠驾驶员用手操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。自动操纵式变速器的传动比选择（即换挡）是自动进行的。即挡位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换挡系统的执行元件实现的，驾驶员只需操纵加速踏板即可控制车速。半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常用几个挡位自动操纵，其余挡位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定挡位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，自动接通电磁装置或液压装置来进行换挡。考虑到自动变速器结构复杂，相应的维修技术要求高，维修成本高；制造成本较高；且传动效率较低，使汽车的燃油经济性有所下降等缺点，而清障车为道路用车，更看重其经济性，因而清障车变速箱采用手动操纵有级式变速器。2.3 基于Pro/E的虚拟装配技术在国内外研究状况及发展趋势 进入21世纪，面对日趋激烈的市场竞争和持续发展的市场需求，运用虚拟样机技术进行产品开发可以快速地建立三维模型，对主要部分进行运动学和动力学仿真，实现产品的并行设计。可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，从而节省了资金，降低了风险.缩短了新产品开发的周期及产品开发的成功率。因此，重视并深入研究虚拟样机技术对国家现代化建设和机械化生产都具有重要的意义。以往的产品设计是采用二维平面图形表示零件及其装配的关系，图形仅能表示某一静态位置，难以表示机器在运行中零件的运动状态及位置关系，无法判断运动的合理性及零件间的干涉问题。基于特征的三维参数化建模，不仅有特征技术的很多优点，而且融入参数化的设计思想，是三维建模技术的热点。本文将利用特征的三维参数化建模方法创建变速器CAD三维模型，提供具体的建模过程和建模方法。Pro/E是美国参数技术公司PTC(Parametric technology corporation)推出的参数化软件包，已成为三维建模软件的主流，现在全球有30余万设计人员和工程师使用Pro/E，Pro/E软件包括了在机械设计和工业设计等方面的多项功能，另外还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境10。虚拟装配技术正受到世界各国越来越多的重视，很多国家都投入了大量的人力物力进行研究，国外对虚拟装配技术的研究起步较早，发展势头迅猛。例如数字化飞机波音777，它的设计、装配、调试、包括试飞都是借助于虚拟装配技术在电脑上完成的，研制时间从过去的8年虽短为5年，第一个虚拟装配规划原型系统由德国人开发成功，该系统能够在虚拟环境中完成对零件的拆卸与组装，能够产生装配的前趋图，能进行装配工时和装配成本分析。虚拟装配设计环境VADE (virtual assembly design environment) 是一个具有代表性的虚拟装配系统11。该系统由美国 Washington 州立大学VRCIM （virtual reali-ty and computer integrate manufacturing）实验室与美国国家标准技术研究所NIST 合作开发，研究的主要目的是通过生成一个用于装配规划和评价的虚拟环境来探索产品制造中运用虚拟现实技术的可能性12。我国从90 年代中后期开始进行虚拟装配方面的探索和研究工作，我国虚拟装配技术的应用研究尚处于起步阶段，只有为数不多的机构如清华大学、浙江大学、武汉理工大学和西北工业大学等院校作了有益的研究， 由于虚拟现实设备非常昂贵，近年来国内大多数研究被限制在介绍国外的进展理论探讨范围内，或者在非虚拟现实环境下进行研究。目前，大多数虚拟装配系统只提供了初步的装配评估与验证功能,实际产品设计与制造过程中，影响装配质量的因素有很多，如装配精度以及装配变形等，然而目前的虚拟装配系统并未提供对这些影响因素进行评估与验证的功能。因此，如何提供更多与装配相关的评估、验证功能，从而促进最终产品质量的提高，是虚拟装配今后要解决的问题之一13,14。当前大多数虚拟装配系统的研究仅停留在仿真实际生产中的手工装配过程，而对于生产线的装配过程研究不够。生产线装配过程与手工装配过程之间往往存在着很大差异，因此，由手工装配过程仿真过渡到生产线装配过程仿真也是虚拟装配的发展方向之一。虚拟装配技术虽然取得了很大进步 ，但仍有许多不足。我国的装配技术虽然得到了很大发展，但仍与世界先进水平有一定差距。虚拟装配技术在各方面都需要进一步发展，尤其是标准化的实现将为未来虚拟装配技术的发展铺平道路。而由手工装配过程仿真向生产线装配过程仿真的实现将成为未来虚拟装配技术发展的研究重点15-17。2.4 基于Pro/E的运动仿真技术的现状与发展趋势2.4.1 Pro/E运动仿真CAE( computer aided engineering) 是计算机技术与工程分析技术相结合而形成的新兴技术，是CAD/CAE/CAM一体化技术中重要的组成部分18。CAE 最初应用于航空航天方面，今天已经在各个行业广泛应用。利用CAE 技术，可以实现在产品设计阶段对产品进行评估、优化，从而及早发现问题、改进现有产品的性能。CAE 已成为工程技术人员提高工程创新能力和产品创新能力的得力手段和有效工具，在产品的研究开发过程中将起到越来越重要的作用。运动仿真是CAE 技术的其中一种，用来对由CAD建模完成的虚拟样机进行运动学仿真与动力学仿真。虚拟样机的仿真功能为企业缩短设计周期，增强了市场应变能力和产品更新能力19。在机械产品开发中，通常需要进行机构的运动学仿真，用来模拟机构的运动过程，分析其运动参数，以便进行方案选择和方案确定。传统上多采用轨迹图法或根据几何约束条件建立方程组进行求解。但对于运动部件多于三个的机构，设计起来就比较繁琐，并且设计工作不直观，设计结果也总是不尽人意。目前广泛使用仿真技术来实现机构的设计与运动轨迹校核。Pro /E 是基于参数化、全相关、特征设计思想的主流CAD 三维设计软件，通过其运动分析模块可以对装配体进行运动分析和仿真，不需要复杂的数学建模、也不需要复杂的计算机语言编程，而是以实体模型为基础，集设计与运动分析于一体，实现了产品设计、分析的参数化和全相关，反映了机构的真实运动情况。基于Pro /E 的运动仿真使得原来在二维图样上难以表达和设计的运动变得非常直观和易于修改，并且能够大大简化机构的设计开发过程，缩短其开发周期，减少开发费用，同时提高产品品质20。Pro /E 运动分析模块可以进行机构的干涉分析，通过支持驱动式动力和基于动力的全3D 动态仿真，来评估和优化运动部件。工程师通过制作实际的CAD 几何体动画，而不是人工说明数学关系，不但能评估机构的运动轨迹、运动过程的干涉，还能跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、角加速度、零件质量属性、点速度、点加速度、静力、点到点距离、机械自由度、冗余度、动能、作用力、反作用力和力矩等21。2.4.2 Pro/E运动仿真步骤Pro /MECHANICA Motion 模块为Pro /E 的集成运动模块，是设计机构运动强有力的工具。机构设计师可以通过该模块设定装配件在特定环境中的机构动作并给予评估，能够判断出改变哪些参数能满足工程及性能上的要求，使产品设计达最佳状态，该运动仿真模块具有如下功能22：1) 校验机构运动的正确性，对运动进行仿真，计算机构任意时刻的位置、速度以及加速度；2) 可以通过运动分析，得出装配的最佳配置；3) 根据给出的力决定运动状态及反作用力；4) 根据运动反求出所需要的力；5) 求出铰接点所受的力及轴承力；6) 通达尺寸变量对机构进行优化设计；7) 干涉检查。图5 机构运动分析与仿真流程图实际上，这些功能并不是在每个机构设计过程都需要用到，可以根据具体的问题有选择地进行。运用该模块的难点在于模型的建立，模型处理正确，其他问题也就迎刃而解了。建立运动模型是指进行组件各部分的具体设计，首先确定各零件的形状、结构、尺寸和公差等，并在计算机上进行二维绘图和三维实体造型，然后通过装配模块完成各零件的组装，形成整机23。装配是运动仿真的基础，装配关系的正确与否直接影响着运动仿真的结果，装配前首先要确定运动的各构件以及各构件之间的运动副。确定好各构件及各构件之间的运动副之后，即可通过选择构件和运动副组成机构，最后由各机构组成整机，并为仿真作好准备。具体见图5。设置运动环境是定义机械系统运动所必需的各种条件，比如: 运动的动力源，初始位置和状态等。在复杂的机械系统中，要定义多重的动力驱动，并要定义不同驱动之间的大小方向等的关系，还要约束机构的最大和最小运动极限，使系统能在合理的范围中运动。在已建立运动模型的基础上，通过设置运动环境将赋予模型运动的属性。系统将在此定义下完成要求的运动。分析运动机构是定义要分析的属性。在Pro /E 运动分析模块中包括装配分析，速度分析，静态分析，运动分析等多种分析类型。通过对系统的各种动态分析，可迅速得到相关的信息，以此设计和完善构件。获取分析结果是将分析的结果通过可视化的方法表现出来，主要包括运动回放，可分析干涉检验，运动包络等，还可测量系统中需要跟踪的参数，并将其变化趋势通过图表的形式直观的表现出来。3 针对清障车变速箱的设计研究3.1 传动机构的结构及工作原理3.1.1 传动机构的组成三轴式手动变速器的传动机构主要由壳体、输入轴、输出轴、中间轴以及倒挡轴等零部件组成，具体结构如下9：（1）变速器壳体：壳体上主要有输入轴、输出轴、中间轴以及倒挡轴的轴承孔等。（2）输入轴：输入轴也称为第一轴，是变速器的动力输入轴，即离合器的输出轴。其中，输入轴上常啮合齿轮和第四挡齿轮均采用与轴制成一体的结构。（3）输出轴：输出轴也称为第二轴，主要包括第一挡、倒挡齿轮，第二挡、第三挡齿轮，第五挡齿轮等零件，各个齿轮均为轴向定位。（4）中间轴：中间轴的前端和后端通过轴承支承在壳体的轴承孔内，其上装配有常啮合齿轮、第三挡、第五挡及取力齿轮等。其中，中间轴倒挡齿轮与中间轴制成一体的结构。（5）倒挡轴：倒挡轴直接支承在壳体倒挡轴孔内，用锁片锁止。其中，两个倒挡齿轮制成一体的结构24。3.1.2 传动机构的换挡形式采用滑动齿轮或接合套换挡时，欲使变速器不产生轮齿或花键齿间的冲击，需要进行较复杂的操作，并应在短时间内迅速而准确地完成。这对于即使是技术很熟练的驾驶员，也易造成疲劳。因此，要求在变速器结构上采取措施，既保证挂挡平顺，又使操作简化，减轻驾驶员劳动强度。同步器即是在这样的要求下产生的9。 图6 挡位序列组合图同步器是利用摩擦原理实现同步的，可以分为常压式、惯性式、自增力式等形式。现代汽车广泛采用惯性式同步器，它可以从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步前不可能接触，以避免齿间冲击和噪声。根据摩擦锁止元件的不同，惯性式同步器又分为锁环式和锁销式两种。本文设计所采用的同步器为锁环式惯性同步器。该变速器包括五个前进档和一个倒档，各齿轮副的相对位置对整个变速器的结构安排有较大影响。综合考虑到整车布局、驾驶员习惯、传动效率以及齿轮受载状况等，本文采用了如图6所示的档位序列组合方案。3.2 操纵机构的结构及工作原理变速器的操纵机构要防止变速器自动脱档和自动挂档，并要保证变速器不同时挂两个档位，此外，为了防止驾驶员误挂倒档，必须保证在汽车停止前进后才允许挂倒档。变速器的操纵机构通常有直接操纵式、远距离操纵式、电控自动操纵式等，本变速器采用直接操纵式机构，它主要由变速操纵杆、变速叉、拨块、变速叉轴以及互锁装置、自锁装置、倒档锁装置等零部件组成。该操纵机构安装于变速器上盖中，具有结构简单，操纵方便的特点。图7为操纵机构示意图24。1-第一、倒档变速叉轴 2-变速操纵杆弹簧 3-变速导块 4-变速操纵杆5-第一、倒档变速叉 6-第四、五档变速叉轴 7-第二、三档变速叉轴8-第二、三档变速叉 9-第四、五档变速叉图7 变速器操纵机构示意图变速叉轴可以在上盖的轴孔座中轴向移动，三个变速叉用止动螺栓固定在各自的变速叉轴上，在第一、倒档变速叉轴1 上用止动螺栓固定有变速导块3。变速导块3 与变速叉8、 9 上各有一个凹槽，如图8所示空档位置时，三个凹槽互相对齐，变速操纵杆下端伸到该凹槽中，可以分别拨动三个变速叉前后移动，从而实现换档。变速操纵杆中部有球形支点，当变速操纵杆向左偏移时，其下端进入右侧变速叉凹槽中;同样，变速操纵杆向右偏移时，其下部将进入左侧变速叉凹槽中。球形支点安装的弹簧可以使变速操纵杆的下端始终保持在中间变速叉上部的凹槽中。当变速操纵杆上方向前或者向后拨动时，可以将变速叉向后或者向前移动，实现换档。图8 空挡位置示意图在变速器操纵机构中，锁止装置主要包括互锁装置、自锁装置。本文中手动变速器采用锁球式互锁、自锁装置。互锁装置是保证移动某一变速叉轴时，其他变速杆叉轴互被锁止。在相邻的两个变速叉轴间各有两个锁球，锁球两端可以进入相邻变速叉轴的侧面凹槽内，以锁住这个变速叉轴。第四、五档变速叉轴的两侧都有互锁凹槽，而且相互对称，在该变速叉轴内的通孔连通这两个凹槽，通孔内装有销。当变速器操纵杆从空档位置推动任一根变速叉轴时，其他两根变速叉轴即被锁止，从而避免同时挂上两个工作档。锁装置起定位作用，防止汽车振动或有较小的轴向力作用而导致脱档，从而保证啮合齿轮以全齿长进行啮合，并使驾驶员有换入档位的感觉。定位的作用是通过自锁装置中的钢球压入变速叉轴的凹槽中实现的。变速叉轴凹槽间的距离是由挂档时齿轮移动的距离来确定的24。在变速器操纵机构中，锁止装置主要包括互锁装置、自锁装置。本文中手动变速器采用锁球式互锁、自锁装置。互锁装置是保证移动某一变速叉轴时，其他变速杆叉轴互被锁止。如图9所示，在相邻的两个变速叉轴间各有两个锁球，锁球两端可以进入相邻变速叉轴的侧面凹槽内，以锁住这个变速叉轴。第四、五档变速叉轴的两侧都有互锁凹槽，而且相互对称，在该变速叉轴内的通孔连通这两个凹槽，通孔内装有销。当变速器操纵杆从空档位置推动任一根变速叉轴时，其他两根变速叉轴即被锁止，从而避免同时挂上两个工作档。锁装置起定位作用，防止汽车振动或有较小的轴向力作用而导致脱档，从而保证啮合齿轮以全齿长进行啮合，并使驾驶员有换入档位的感觉。定位的作用是通过自锁装置中的钢球压入变速叉轴的凹槽中实现的。变速叉轴凹槽间的距离是由挂档时齿轮移动的距离来确定的。1-自锁弹簧 2-自锁滚珠 3-互锁滚珠 4-互锁圆柱销 5-变速叉轴图9 自锁、互锁装置示意图4 总结本文拟设计清障车手动变速箱。该变速箱具有五个前进挡和一个倒挡。其换挡形式采用锁环式惯性同步器换挡，并采用锁球式互锁、自锁装置。设计任务包含变速箱整体结构的设计和计算，Pro/E下变速箱各部分零件图的绘制和变速箱的装配。完成Pro/E下变速箱的装配动画和齿轮啮合的运动学仿真，并对变速箱整体进行干涉检查。参考文献:1 周玉存. 基于 Pro/ENGINEER 的装配仿真技术研究 Masters. 天津:天津大学, 20062 刘合荣. 基于 Pro/Engineer 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Proceedings of IEEE Virtual Reality, Houston, TX, 1999, (6): 172-17922 席琼，杨胜强. 基于Pro /E的机械运动仿真研究J. 机械管理开发. 2005, (2): 5-723 魏阳，王书义. 基于Pro /E机械系统运动仿真分析J. 计算机应用. 2004, (05): 55-56 24 傅友宾. 基于 PRO/E 和 ADAMS 的变速器动力学仿真Masters. 大连理工大学硕士学位论文. 2007附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或“衡师院”。6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排，也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。7、文中引用某一公式时，应写成：“由式（5）可知”。8、文中表格可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，表序必须连续。文中引用表格时，“表”在前，序号在后，如：“见表8”。 表格格式可采用三线表，表格的名称和编号应居中，并位于表格上方，表序在前，表名在后，其中空一格，表名末不加标点符号。如： 9、文中插图都应有名称和序号，可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，图序必须连续。文中引用插图时，“图”在前，序号在后，如：“见图12”。图的名称和编号应居中并写于图的下方，图序在前，图名在后，其中空一格，末尾不加标点。如： 插图应用Word文档绘制，或用CAD绘制后插入，不得用铅笔、钢笔、圆珠笔等绘制（特殊情况除外）。10、“正文”中如对某一术语或情况需加解释而又不宜写入正文时，应在此“术语”或“情况”后引入注释符号，置于右上角，有多个注释时，应依次编号，如：、。11、参考文献的书写格式：参考文献采用宋体5号字。正文引用参考文献依次编序，其序号用方括号括起上标注出。如“效率可提高25%2”,表示此结果援引自文献2。各类参考文献的编排格式及示例如下：a. 专著、论文集、学位论文、报告序号作者.文献题名文献类型标识.出版地:出版者,出版年.起止页码.1刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录M.北京:高等教育出版社,1957,15-18.2辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集:A集C.北京:中国社会科学出版社,19943张筑生.微分半动力系统的不变集D.北京:北京大学数学研究所,1983.4冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析R.北京:清华大学核能技术设计研究院.1997.b. 期刊文章序号作者.文献题名J.刊名,年,卷(期):起止页码.5何龄修.读顾城南明史J.中国史研究,1998,(3):167-173.6金显贺,王昌长,王忠东,等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术J.清华大学学报(自然科学版),1993,33(4):62-67.c. 论文集中的析出文献序号析出文献作者.析出文献题名A.原文献作者(任选).原文献题名C.出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码.7钟文发.非线性规划在可燃毒物配置中的应用A.赵玮.运筹学的理论与应用中国运筹学会第五届大会论文集C.西安:西安电子科技大学出版社,1996.468-471.d. 报纸文章序号作者.文献题名N.报纸名,出版日期(版次).8谢希德.创造学习的新思路N.人民日报,1998-12-25(10).e. 国际、国家标准序号标准编号,标准名称S.9GB/T 16159-1996,汉语拼音正词法基本规则S.f. 专利序号专利所有者.专利题名P.专利国别:专利号,出版日期.10姜锡洲.一种温热外敷药制备方案P.中国专利:881056073,1989-07-26.g. 电子文献序号作者.电子文献题名电子文献及载体类型标识.电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选).11王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展EB/OL./pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04.12 万锦堃.中国大学党报论文文献(1983-1993).英文版DB/CD.北京:中国大百科全书出版社,1996.h. 各种未定义类型的文献序号作者.文献题名Z.出版地:出版者,出版年. 徐超.氧化锌的制备、改性及其光催化研究 学位论文硕士 2010:22-23贺敏强 表面分子印迹微/纳米复合材料的制备及其性能研究博士论文2012张邦文, 谢长生, 胡军辉, 王辉虎, 桂阳海. 金属纳米粒子在聚合物中的磁致排列实验及分子动力学模拟. 高等学校化学学报, 2006, 26(11): 2131-2134注：A-论文集中的文章；J期刊；C论文集；M书；N报刊；D学位论文；S标准；P专利；EB/OL电子文档参考文献与注释的区别参考文献是作者写作论文时所参考的文献书目,一般集中列表于文末；注释是对论文正文中某一特定内容的进一步解释或补充说明，按序列在文末参考文献前。参考文献序号用方括号标注，注释用数学加圆圈标注（如、）。（二）毕业论文（设计）打印要求1、毕业论文（设计）应按规定格式用激光打印机单面打印，纸张大小一律使用国际标准A4型复印纸。2、页面设置：版心为297210mm；上下页边距均为3cm，左页边距为2.5cm,右页边距为2cm，装订边0.5cm；页码居中；其余设置采取系统默认设置。 3、论文题目：使用三号黑体字，加粗，居中放置。4、系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名（小四号宋体字，加粗），依次排印在论文题目下（上空二行，居中）。系 专业（学号）（姓名）指导教师5、摘要（上空二行，缩进2个汉字字符）中文摘要采用宋体五号字，英文摘要采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。摘要（宋体，五号字，加粗）（宋体五号字）6、关键词中文关键词采用宋体五号字，英文关键词采用五号“Time New Roman”字型；行距设置为固定值22磅。关键词（宋体，五号字，加粗）；（宋体五号字）7、目录每章题目用黑体字，每节题目用宋体字，并注明各章节起始页码，题目和页码用“”相连，如下所示：目 录（黑体四号字）（自然空二行）1. （1）（黑体小四号字）1.1 （2） （宋体五号字） 1.1.1 （6） （宋体五号字） 2. （40） （黑体小四号字） 8、正文字体要求每章题目左顶边、黑体四号字；每节题目左顶边、黑体小四号字；每小节题目左顶边、黑体小四号字。正文文字用宋体小四号汉字和小四号“Times New Roman”英文字体，每自然段首行缩进2个汉字字符。9、行间距要求正文行距设置：设固定值22磅。每章题目与每节题目之间的行距设置：段前1行、段后1 行。 每节题目与小节题目之间的行距设置：段后0.5 行。10、正文章节序号编制章，编写为：1. ，2.， 3.，。节，编写为：1.1、1.2，2.1、2.2。小节，编写为：1.1.1, 1.1.2。小节以下层次，先以括号为序，如（1），（2）；再以圈圈为序，如, 。正文字体、行间距要求及章节序号编制如下所示：1 （黑体四号字，段前1行、段后1行）1.1 （黑体小四号字，段后0.5行）- - - - - - - -（内容省略）- - - - - - （宋体小四号字，首行缩进2个汉字字符） 1.2 （黑体小四号字，段前0.5行、段后0.5行）- - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.1 （黑体小四号字） - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - - - 22.1 - - - - - - - - -（内容省略） - - - - - - - - - - - - - - - - -2.2 - - - - - - - - -（内容省略）- - - - - - - - - - - - - - - - -11、毕业论文（设计）打印顺序依次为：论文题目 系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名 摘要 关键词 目录 正文 文后注（可省项）参考文献 英文题目、系、专业、学号、作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词。三、毕业论文（设计）文本装订规范1、毕业论文（设计）文本按如下次序装订成册：封面 (格式见附件1，可从大学网页下载)；毕业论文（设计）任务书(格式见附件2，可从大学网页下载)；毕业论文（设计）开题报告(格式见附件3，可从大学网页下载)；毕业论文（设计）成绩评定表(格式见附件4，可从大学网页下载)；毕业论文（设计）（包括毕业论文（设计）打印要求中第11项的所有内容）；附录（无附录时可省略）；封底。2、 附件另行装订毕业论文（设计）材料较多，且不宜收入正文中的有关材料，如译文及原文、专题调研报告或开题报告、过长的公式推演过程、非软件设计题目中篇幅较大的计算机程序等，可按如下次序装订成册：封面 ；目录；调研报告、文献综述；外文翻译及原文（译文在前，原文在后）；公式推演过程、计算机程序等；封底。3、某些特殊专业毕业论文（设计）文本、图纸等较多