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机械毕业设计1220汽车驾驶座椅滑槽的计算机建模及分析
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机械毕业设计论文
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机械毕业设计1220汽车驾驶座椅滑槽的计算机建模及分析,机械毕业设计论文
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汽车驾驶座椅滑槽的计算机建模及设计 1 1 绪 论 毕业设计是学生在校期间经历的最后一个环节，其目的是使学生综合运用所学的课程知识进行一次工程设计实践训练，以提高学生在今后的工程实践中分析问题，解决问题的能力；也是各门课程教学质量的一次综合检查；是进一步提高学生独立工作的重要途径。 本课题是 汽车驾驶座椅滑槽的计算机建模及分析 。汽车产业是国民经济重要的支柱产业，产业链长，关联度高，就业面广，消费拉动大，在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平。世界经济大国的经济发展无一不与汽车工业有着极为密切的关系。 汽车工业是综 合性工业，反映了一个国家的综合工业水平。从历史上看，从工业化中期到最后完成工业化和现代化，没有一个大国不是靠汽车工业的高速发展来完成这一过程的。汽车工业在国家经济成长和社会进步中的重要作用，可以从创造巨大国民生产总值、带动交通运输等相关产业发展、促进新技术发展、创造出口和外汇储备、增加就业和财政收入等多方面体现。然而，从发展汽车工业的目的来看，汽车工业发展并不在于汽车工业本身，而是不断改善人类的生活水平和推动社会进步 。 然而现代汽车已经不是一个单纯的运载工具，它已经是“人、汽车与环境”的组合体。座椅作为汽车 使用者的直接支承装置，在车厢部件中具有非同小可的重要性。汽车中的座椅是影响驾驶与乘坐舒适程度的重要设施，而驾驶员的座椅就更为重要。舒适而操作方便的驾驶座椅，可以减少驾驶员疲劳程度，降低故障的发生率。座椅设计时应同时满足下面的基本要求： 一、座椅要有合理的布局； 二、座椅外形要符合人体生理特性； 三、座椅应具有调节机构； 四、座椅要符合人体对车内振动，微气候的反映； 五、驾驶座椅安全性设计； 驾驶座椅尺寸结构设计的研究把注意力集中在人体生理结构特点对驾驶舒适程度的影响上，寻求最佳的座椅结构形式，尺 寸，轮廓形状及材料选择。它的基本要求是布 nts 2 置合理，操纵方便，即乘坐时驾驶者对方向盘、操纵杆和踏板的良好可及性。 CAD 技术的应用水平是衡量一个国家汽车工业水平的重要指标之一。汽车工业作为国家支柱产业 ,一直是 CAD 技术应用的先锋和大户。 CAD 技术的不断发展和广泛应用 , 不仅仅在于它能提高产品的质量和缩短产品的周期 , 更主要的是 : CAD 技术是当代最杰出的工程技术成就之一。它从根本上改变了过去用手工绘图、依靠图纸组织整个生产过程的技术管理模式。因此 ,它对传统产业的改造、新兴技术和产业的兴起和发展、我国汽 车工业国际竞争力的增强等方面 , 均能产生巨大的推动作用。进入 90 年代后 , 国际市场的竞争更加激烈 , 汽车公司对 CAD 技术的需要更加迫切。为此 , 世界上很多国家和汽车公司都把发展CAD 技术集成化作为它们的战略目标 。 CAD 技术几乎被所有汽车公司所采用，可以说CAD 技术（包括计算机辅助制造、计算机辅助工程分析）的应用水平。在中国，汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户，同时也是 CAD 技术应用的先锋 。 CAD 技术在企业中的成功应用，不仅带来了企业技术上的创新，同时带动了企业经营、管理旧模式的变革。因此，它对中国 传统产业的改造、新技术的兴起，以及汽车工业提高国际竞争力等方面，起到了巨大的推动作用。 本论文主要介绍 CAD 软件对汽车驾驶座椅滑槽的计算机造型及分析的过程。通过具体实体的建模过程了解 CAD 的特点。做到只要心里想的就能展示在大家面前，既好又好用。 由于我刚开始熟悉和了解这个软件，所以毕业设计论文中会有不足的地方和错误的地方，恳请评阅老师多多指正。 nts汽车驾驶座椅滑槽的计算机及建模设计 3 2 CAD 软件概况 2.1 CAD 系统简介 AutoCAD 是由美国 Autodesk 公司于二十世纪八十年代初为微机上应用 CAD 技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的 完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。 AutoCAD 可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用 AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，它已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。 AutoCAD 具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作 效率。 AutoCAD 具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由 320200 到 20481024 的各种图形显示设备 40 多种，以及数字仪和鼠标器 30 多种，绘图仪和打印机数十种，这就为 AutoCAD 的普及创造了条件。 AutoCAD 的发展过程可分为初级阶段、发展阶段、高级发展阶段、完善阶段和进一步完善阶段 几 个阶段。 在初级阶段里 AutoCAD 更新了五个版本。 1982 年 11 月，首次推出了 AutoCAD 1.0 版本； 1983 年 4 月，推出了 AutoCAD 1.2 版本； 1983 年 8 月，推出了 AutoCAD 1.3 版本； 1983 年 10 月，推出了 AutoCAD 1.4 版本； 1984 年 10 月，推出了 AutoCAD 2.0 版本。 在发展阶段里， AutoCAD 更新了以下版本。 1985 年 5 月，推出了 AutoCAD 2.17 版本和 2.18 版本； 1986 年 6 月，推出了 AutoCAD 2.5 版本。 1987 年 9 月后，陆续推出了 AutoCAD 9.0 版本和 9.03 版本。 在高级发展阶段里， AutoCAD 经历了三个版本，使 AutoCAD 的高级协助设计功能逐步完善。它们是 1988 年 8 月推出的 AutoCAD 10.0 版本、 1990 年推出的 11.0 版本和1992 年推出的 12.0 版本。 在完善阶段中， AutoCAD 经历了三个版本，逐步由 DOS 平台转向 Windows 平台。 1996 年 6 月， AutoCAD R13 版本问世； 1998 年 1 月，推出了划时代的 AutoCAD R14 版本； 1999 年 1 月， AutoCAD 公司推出了 AutoCAD 2000 版本。 在进一步完善阶段中， AutoCAD 经历了两个版本，功能逐渐加强。 2001 年 9 月 Autodesk 公司向用户发布了 AutoCAD 2002 版本。 2003 年 5 月， Autodesk 公司推出 AutoCAD 2004。 2004 年， Autodesk 公司推出了 AutoCAD 2005。 2006 年和 2007 年， Autodesk 公司分别推出了 AutoCAD 2007 和 AutoCAD 2008。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 4 目前最新版本是 AutoCAD 2010。 2.2 CAD 三维软件 的使用方式 2.2.1 工作空间简述 用户在创建三维模型时需要一个适合三维建模的绘图环境即工作空间，以便显示适合三维建模的工具栏，菜单和选项板等。 AutoCAD 2008 定义了三个适用于不同任务的工 作空间：二维草图与注释，三维建模， AutoCAD 经典。在创建三维建模时，可以使用三维建模工作空间。 工作空间之间的转换可以采用下列两种方法的任意一种。 方法一：在下列菜单执行工具 工作空间 二维草图与注释，三维建模或者AutopiaCAD 经典菜单命令。 方法二：在如图所示工作空间工具栏的下列的下拉列表中 选择要切换的工作空间。 图 2.1 CAD 图三维工作工作栏 2.2.2 三维建模工作空间界面介绍 如图三维建模工作空间定义的界面显示了与三维模型有关的面板和相关的工作选项板。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 5 图 2.2 三维工作面板 面板由控制台构成，当光标停在面板上右击，弹出快捷菜单。在快捷菜单控制台的下级菜单中包含了面板上可以显 示的控制台名称。 2.2.3 三维模型的分列 AutoCAD 支持三种类型的三维模型：线框模型，表面模型和实体模型。 2.2.4 旋转角定义的视点 通过输入两个旋转角度定义三维模型的观察方向，这种视点的预设方式可以通过DDVPOINT 命令来实现的。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 6 3 汽车座椅滑槽三维设计及其分析 3.1 CAD 实体建模的具体方法 3.1.1 零件的创造方法 （ 1） 拉伸法 （ 2） 布尔运算 （ 3） 剖切法 （ 4） 旋转法 （ 5） 标高法 （ 6） 镜像建模法 （ 7） 阵列法建模 3.1.2 零 件的定位 （ 1） 直接距离输入法 直接距离输入法通过移动光标指示方向然后输入距离来指定点。直接距离输入法与（ 2） TK 方法 追踪命令 TK 可指定一系列临时点每个点均自上一点偏移。 (3) FROM 方法 使用命令定位点自参照点的偏移。用对象捕捉菜单中的“ From入相对坐标进行定位。 (4) 移到当前点到参考点后输入相对坐标进行定位。 (5) 用偏移命令添加辅助线的方法定位。 3.2 造型方案论证 通过 CAD 三维设计汽车座椅滑槽的计算机建模及设计的论证与 UG三维设计及建模的比较 我通过具体实例的检验下面我们通过对香烟盒的具体实力的建模及比较如图 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 7 图 3.1 香烟盒 这个模型是一个长方体然后在上面打孔和圆孔进行论证这个模型是一个长方体，形状不不复杂分析模型，进过一步拉伸可以得到零件的特征，首先把工作面定在 Y-Z 平面上，绘出长方形然后直接拉伸就可以得到模型。 图 3.2 倒角图 nts 无锡太湖学院学士学位论文 8 倒角的绘制调用倒角命令 执行修改圆角命令。 工具栏单击修改工具栏的倒角图标。 键盘命令 ： FILLEF 或 F。 操作步骤如下： 第一步：调用圆角命令。 第二步：命令提示为“选择第一个对象或 放弃（ U） /多线段（ P） /半径（ R） /修剪（ T） /多个（ M） ：”时，选择其他要圆角的棱边。 ： ： 第 N 步，命令提示为“选择边或 链（ C） /半径（ R） ：”时，回车，结束棱边的选择。 图 3. 3 钻孔图 打孔的制作过程在外面画一个自己 需要多大的空的圆然后移动到模型上通过三维软件上的差集命令直接画出来的。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 9 图 3.4 螺旋圈 菜单：执行绘图螺旋在命令提示下输入 Helix。命令 单击建模工具栏中的螺旋图标按钮。 单击三维制作控制控制台中的螺旋图标按钮。 键盘命令： HELIX。 第一步调用螺旋命令。第二部命令提示为指定地面的中心点时，指定螺旋地面的中心点。第三部命令提示为指定顶面半径或者 直径 D指定地面半径。第四部命令提示为指定顶面半径或者 直径 D时，指定顶面半径或者回车 以指定与地面半径 相同的值。 第五部命令提示指定螺旋高度或 轴端点（ A） /圈数（ T） /圈高（ H） /扭曲（ W） 时，指定螺旋高度。 通过上面 CAD 三维图的绘制和 UG三维方式的比较两者之间存在这很大意义上的相同点和绘图的手法。 3.3 汽车驾驶座椅滑槽的建模过程 建模一： nts 无锡太湖学院学士学位论文 10 图 3.5 KNOB-LEVER 本零件是座椅摇杆端部的一个手柄，形状比较简单，分析零件，经过一步旋转就可以得出零件的特征，首先把工作面定在 Y-Z 平面上，绘出零件 KNOB-LEVER 在 Y-Z 平面上的1/2 的剖视图，然后通过 选 Y 轴为旋转轴，旋转 360 度即可得到零件。建模该零件的时候要注意把零件的上下端部的倒角中直接画出来，旋转后得到的零件就不再需要倒圆角一步特征操作了。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 11 建模二： 图 3.6 LOCATE PIN 该零件与零件 KNOB-LEVER 基本上是同一类型的零件，建模方法也是一致的，首先在 Y-Z 平面上绘制出该零件 1/2 的剖视草图框，然后选择 Y 轴为旋转轴，旋转 360 度即可。 建模三： 图 3.7 ROLLER 该零件与零件 KNOB-LEVER 也是同一类型的零件，建模方法也是一致的，首先在 Y-Z平面上绘制出该零 件 1/2 的剖视草图框，然后选择 Y 轴为旋转轴，旋转 360 度即可。 建模四： nts 无锡太湖学院学士学位论文 12 图 3.8 ROD LEVER-INR 该零件为一简单的管件，是调节座椅的一个摇杆，建模比较简单，首先在 X-Y 平面上画出该管件的路径，如图 3.8 所示，接着在端面画一圆形，再通过扫描的方法就能得到该管件的基本形状，还有图示 A 部位有一凹槽用拉伸切除的方法就可以得到，最后要注意切除出来的部位 A 要有倒圆角。该部位使用来卡住弹簧（后面的一扭簧）的，它有一定的角度。 图 3.9 角度图 建模五： 图 3.10 END CAP 本零件是 一个对称形状的零件，首先把工作面定再 X-Y 平面，开始建模，考虑建模时nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 13 绘制出零件的一半形状，然后采用镜向得到零件。分析该零件可能用到的建模特征，该零件没有复杂曲面，所以采用一般的实体建模方法，为了在使用中的碰伤手之类的，建模该零件的最后要注意把边缘部分都到圆角。 建模六： 图 3.11 LATCH-INR 该零件为焊接在摇杆上的一个爪子，用于调节座椅前后，上下角度时用来卡在 LOWER RAIL 上，这样达到调节座椅位置的目的。分析该零件，可以归入钣金件中，主方向是画出零件的基本的一个面，然后用命令 得到所要构建的模型，首先在选 X-Z 为工作面，在该平面上以坐标圆心为圆心，画出一个直径为 7 和一个直径为 12.8 的两个同心圆，沿 Z 轴负方向画一条直线，终点距离 X 轴为 18.5，再在以终点为起点沿 X 负方向画一直线段长 9，得到一端点，再以该端点沿 -X， +Z 方向画一直线段，使其终点距离 Z 轴为 13.4，距离 X 轴为 16.4；再在该线段终点在该线段的垂直方向向下作一斜线段，在 Z 轴的负方向作一水平线一端与 Z 轴的水平距离为 9，再以该端点作一斜线段，平行与端点分别为 （ -9， 18.5），（ -13.4， 16.4）的一段斜线段。再作一斜 线段与直径为 12.8 的圆相切，与 Z 轴正方向成 27度的斜线段，倒圆角直径为 12.8 的圆与沿 Z 轴负方向，终点距离 X 轴为 18.5 的直线段，倒角半径为 3；倒角端点分别为 （ -9， 18.5），（ -13.4， 16.4）的一段斜线段与 9mm 线段，倒角半径为 10，封闭该线框，拉伸该线框，得到雏形。分析该零件有三爪，可当作对称形状零件建模，所以把雏形零件 CUT 掉一半，选距离 X-Y 平面为 18.5 的平面为工作面绘制出两个爪之间的空间，后续操作是，在爪的空间部位切出一定的斜面，切出圆角 B，前面这些操作都是在实体上作的，之后删除该删除 的面，作镜象，抽壳，切除爪上一空缺部位 A，最后倒圆角，即可完成该零件的建模。 建模七： nts 无锡太湖学院学士学位论文 14 图 3.12 ROD HOLDER 该零件为焊接在 UPPER RAIL B（滑槽里的一主要板件）左端部（见装配图）的一零件，用来套住摇杆，也起到定位作用。建模前首先对该零件进行分析，该零件为一典型的对称且可归入板件，所以首先考虑的主要建模方向是在实体上建出主要特征，在通过删面得到最后所需要的一个面，该面用来抽壳，对于一般的板件我们都可以考虑用这种方法，抽完壳后再作镜象即可得到该零件。在建模该零件的下部（既图示 A 部） 时要用到一技巧，由于该部位是为一螺旋面，所以在作这一特征的时候用到了旋转除料，在该圆柱的轴心平面（ X-Y 面）上作一高为 5，宽为壁厚的长方行，再以轴心 Y 轴为旋转轴，螺旋行旋转 -180度， Translation along axis 的长度为 4。该零件中心类似半圆柱部位（图示 B 部）与平面相交接部位要做到光滑过度。图示 C 部位是用来焊接的两个点，焊接在 UPPER RAIL B上。 建模八： 图 3.13 SPRING LATCH 该零件为一扭簧，套在 ROD LEVER-INR 的左端部， A 处卡在 ROD LEVER-INR 的 A部位，有一定角度，在调节座椅的时候也起到锁紧作用。建模该零件的时候首先在选 Y-Z平面为工作平面，在该工作平面上画一 1x1 的矩形，然后旋转出中间正常弹簧的螺旋型矩nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 15 形，再在图示左端拉伸出 A，倒圆角，把棱线做成参考线，最后画一直径为 2.2 的圆，以参考线为扫描路径，扫描出该弹簧。 建模九： 图 3.14 LOWER RAIL 该零件为是座椅滑槽，是一主要零件，调节座椅位置即是在该零件的槽内滑动的，这是一典型的钣金件，且是一对称图形，考虑大方向建模为抽壳和镜象，两侧面的用于LATCH-INR 爪在里面的缺口可以用阵列来实现创建特征。 A 处的凸出圆顶可以旋转出来，该处有四个这样的特征，是在滑动中用来限位用的。首先在 X-Z 平面上做出零件半个端面的形状，拉伸零件长度，再做出零件 A 部特征，删面，抽壳，再做出零件侧面特征，镜象，就可以完成该零件的建模。 建模十： 图 3.15 WIRE BRKT-INR 该零件是焊接在 ROD LEVER-INR 上的，在座的两侧均有一滑槽，但是只有一个把手可以控制摇杆用来调节座椅位置，该零件在两侧的均有一个，主要是通过它来控制左右联动的， 当转动把手，松开一边的爪的， 这时 就通过它来联动另一边的爪也松开，这样就可以调节座椅了，具体位置可见装配图，它的建模很简单，以 Y-Z 平面为工作面，在该平面上做出零件的轮廓，通过一步拉伸就可实现建模。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 16 建模十一： 图 3.16 UPPER-BRKT 该零件是用来连接 ROD LEVER-INR 和保证 LATCH-INR 的位置的，在拉动 ROD LEVER-INR，且前后移动的时候就可以通过它来带动座椅下的 UPPER RAIL B 和 UPPER RAIL C 随其一起前后移动，同时也有对 ROD LEVER-INR 定位的作用。该零件是一对称图形，而且 是一板件，建模时考虑用镜象和抽壳，确定 Y-Z 工作面为主视图面，该零件的建模基本上是通过基本的增加，切除等基本实体建模方法完成的， A， B 两处的建模是要注意的地方： A 处是先拉伸出来，再通过旋转去处两侧面，得到一螺旋面出来，具体方法类似建模六 ROD HOLDER 的 A 部。 B 处要注意的是由于这部位是多个倒角交汇点，要证曲面光滑，先要对这一部分的曲面作修整，用 surface by boundary 命令，做完后再抽壳得到的有厚度实体的效果较理想。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 17 建模十二： 图 3.17 RETAINER 该零件安 装在滑槽 LOWER RAIL里，用来放置 ROLLER 后在槽内带动 UPPER RAIL B和 UPPER RAIL C 滑动。以 Y-Z 为主视图平面，则该零件为一个对于 Y-Z 和 X-Z 都对称的图形，建模时只需建模四分之一形状后作两次镜象即可，首先在 Y-Z 平面上画出零件四分之一的大致外轮廓，拉伸为零件宽度的实体，然后切除出 A 部位，旋转出 B 部位，由于 B部位不是一整圆台，也要切除相应部分，然后删面，如图 3.18 所示。抽壳零件板厚就能完成零件四分之一的建模，最后作两次镜象就可以完成零件建模。 图 3.18 nts 无锡太湖学院学士学位论文 18 建模十三： 图 3.19 UPPER-RAIL C 该零件与 UPPER RAIL B 焊接在一起，是滑槽内的主要滑动部分。建模该零件时首先选 Y-Z 为主要工作平面，在该平面上画出零件的最外轮廓，再拉伸零件 X 方向上的厚度13.7，然后再在 X 方向平行距离 Y-Z 平面 13.7 的面上画出一 Y， Z 方向大于零件外轮廓，距离零件最底部为有应形状和距离的轮廓，沿 X 负方向切除厚度 7.4，如图 3.19 所示，再进行删除不需要的面，进行抽壳就能得到零件的基本形状，最后通过拉伸切除相应的孔和要切除部位，基本上就完成了零件的建模。此零件的建模技巧很重 要，首先当外轮廓画完后并拉成实体后，不要急于去删面做抽壳工作，而是因在实体的基础上去倒园。这是因为在平面上倒圆很有可能将面到碎，而实体上倒圆则会安全很多。此零件的尺寸繁多，在建模过程中要细心谨慎。 图 3.20 建模十四： nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 19 图 3.21 UPPER RAIL B 该零件是与 UPPER RAIL C 焊接在一起的，同样是滑槽内的主要滑动部分，由它带动上面的座椅和它一起前后移动，图上许多孔是用来联结别的部件的，如座椅靠背部件等，底下的有的孔是用来连接座椅底座的。该零件也是一典型的钣金件，通过抽壳得到板厚，和 UPPER RAIL C 的建模思路基本一致，先拉伸出零件的大致外轮廓，由于该零件有很多的斜面，所以该零件的建模要有很多次的拉伸切除等步骤以得到零件的特征，在就是删面，抽壳，倒角等步骤。最后要检查一下倒圆角的曲面是否光滑，不光滑的面要修整一下。对于补面不能部三角面，这样会降低面的质量。如图 3.21 所示，被补的面还需要与周围的 A、B、 C 面相切，以提高面的质量。 图 3.22 3.4 实体建模小结 到此为止，所有的零件已完成建模，在整个建模过程中，我基本上是按照由简到难的方向一个个的建模，在建模过程中也遇到了许 多的困难，比如有些倒角倒不出来，由于没有实体参考，有些特征虽然建模出来了，但不知道是否理想等等一系列问题，有的通过自己看参考资料和帮助文件，得到技术上的指导，解决刚建模时所不能解决的问题。比如建模时先要定一个大方向，做到心里有数，建模时就朝者心中的构思去，遇到与图纸不符合的在调整，本次设计的零件大多数是钣金件，对于钣金件的建模就有一个思想，尽可能的先在实体上做，等大致形状特征出来了，再通过删面，抽壳来实现建模。当然在有些情况下要在抽壳中删面，这样抽出来的效果要好一点。还有要注意的是倒角， 倒角也是很讲究的，在 倒角中有很多选项，比如 turn auto stop on/off, turn rollover on/off, continue form on/off 等选项，这些选项的 on 与 off 对倒角的效果有很大nts 无锡太湖学院学士学位论文 20 的影响。 还有就是我是通过实体图的 CAD 三维建模的方式来论证 CAD 的建模和 UG 建模的相同和不同的地方用 UG 的建模来论证 CAD 三维建模的 其中有不合适的地方可能自己还没有发现这是论文的不足之处。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 21 4 装配设计 4.1 装配设计中的概念 4.1.1 引用件 多次引用，但重不存贮，节省磁盘空间，而且零件改变后，装配 件中相应的引用也随之改变。 4.1.2 装配和子装配件 由零件组成一个部件，再由部件和若干个零件组成一个装配件，那么部件就被称为一个装配件。 4.1.3 装配层次关系 装配关系可表示成一个层次树，这种方法为子底向上的设计装配方法。 4.1.4 刚体 实体内部各点位置的确定 如果一个装配件被选为一个刚体，则子装配中的各个零件都以一个整体移动。 CAD内部解算器需要一个刚体接地。 4.2 装配设计步骤 4.2.1 设计步骤： (1)建立装配所需的所有零件并保存好； (2)拾取装配任务项； (3)首先建立装配关系； （ 4） 然后进行装配 4.2.2 装配过程需注意的几个问题： （ 1） 增加约束时，首先应建立那些不改变零件形状的约束，如接地，尺寸等； (2)不要过多的接地，这使零件变得缺乏柔韧性而难于修改； (3)未注约束时，避免过大尺寸的修改； (4)避免点到点的尺寸约束，因为它不能保证尺寸线的方向； (5)一个零件被多次使用时，应尽量用多次应用，而不要用多个零件的拷贝作为一次应用件； (6)装配约束与铰接是 不同的概念 。 4.2.3 装配结果如图 4-1 所示。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 22 图 4.1 装配图 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 23 结 论 历时八周的毕业设计即将结束了。毕业设计是把我大学四年所学的所有知识综合应用的一次设计，是检查我四年知识的结晶的一次设计，也是把理论知识和实践生产相结合的一次设计。在这八周的毕业设计中，不但使我的专业知识和基础知识进一步的相融会贯通，而且还使我的工作能力和实际的操作能力也有了大步的提高。随着设计过程的不断深入，问题的不断出现，而在解决不断出现的问题的过程中，我进一步理解了所学的知识和自己的专业，并能将知识与实践结合在一起，这 一点是最为重要的。 这次毕业设计所使用的 CAD 软件。该软件是我大学时候接触的最多的一个软件借着毕业设计这个机会让我更好的学习了这个软件的应用可以让我更好的掌握这些 CAD 方面的知识，让我学到好多以前不知道的东西 。 不久我将要踏上自己的工作岗位，课程设计是在学校里的最后一次作业，也是最重要的一次设计，为了能很好的完成，我认真仔细的阅读了参考书籍，认真做好每次老师布置的任务。总之，通过毕业设计，我学到了很多很多。还有这次毕业设计中关于 CAD 和 UG的使用的时候可能存在转化的不足之处，希望老师指正。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 24 致 谢 为 期二个月的毕业设计即将结束，在这期间里我遇到过挫折，但在老师和同学的帮助下我勇敢的克服了。 感谢无锡太湖学院四年来对我的培育，四年来学校不但教会了我的各种知识，更教给我做人的道理。 在这次毕业设计过程中，要衷心感谢我的导师陈老师对我的热情帮助和支持，陈 老师渊博的知识，严谨的治学态度 ,科学的思维方式，以及诲人不倦的精神，都给我以深刻的印象，必将给我以后的学习和工作带来很大的帮助。 使我在完成设计的同时学到了很多实际的专业知识，受益非浅。值此毕业设计完成之际，谨向我的导师陈伟明老师设计师表示衷心的感谢，并致以崇高的 敬意！最后还要感谢大学四年来教过我们课程的所有老师们，是你们的细心培养，才能让我们有能力走出学校，去创造自己的未来。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 25 参考文献 1 朱伯芳 .有限单元法原理与应用 M.中国水利水电出版社 ,2004. 2 孙苏榕计算机辅助产品造型设计 M中国纺织大学出版社， 2000. 3 陈伟，林忠钦汽车 CAD CAM 技术应用研究 J汽车技术， 1999 年第 3 期 39-40 4 施法中 .计算机辅助几何设计与非均匀有理 B 样条 M,北京航空航天大学出版 ,1994. 5 庄传生 .汽车座椅设计及其冲撞实验 M.机械工业出版社 ,1999. 6 郭肆伟，刘东学，马爱亮 . cad 技术发展概述 M. 化工装备技术， 2003（ 3） . 7 cad 技术的发展过程 M./teach/cadm/1.1.3.php. 8 cad 技术发展历程概览 M./hillcad/study/history.htm. 9 陈瑜 . 实例分析 cad/cae/cam 技术在汽车制造业中的应用 M.mouldbbs.2004（ 10） . 10 朱壮瑞，孙庆宏，陈南等 . 先进 cad 技术在汽车设计中的应用 .制造业自动化 .2002. 11 韩飞 .基于 I-DEAS 平台的钣金件展开 CAD 系统的开发 M.兰州理工大学 ,2005. 12 蔡颖， 薛庆，徐弘山编 .CAD/CAM 原理与应用 M.北京 .机械工业出版社。 2001. 13 中国机械工程师协会中国模具设计大典编委会编 .中国模具设计大典，第二卷 : 轻工模具设计 M.第一版，南昌 :江西科学技术出版社 .2003.1. 14 王国中，申长雨 编 .注塑模具 CAD/CAE/CAM 技术 M.北京 :北京理工大学出版社， 1998. 15 宋满仓，黄银国，赵丹阳编著注塑模具设计与制造实战 M.北京 :机械工业出版社 .2003.4. 16Mao Xia, et al. 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Niet-Koventionele Bewerkingsmethoden 、 Katholieky Universiteit Leuven, 1982.nts 无锡太湖学院学士学位论文 26 附录一（综述报告） ： CAD 技术的应用 随着计算机技术的发展，高速数字式计算机的出现，特别是高速图形处理终端及工作站的出现，使计算机几何图形处理成为现实。从 1970 年代计算机辅助技术 CAX 逐步广泛应用于工业设计制造领域开始，三维 CAD 系统的出现标志着计算机辅助设计技术从单纯的模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，它实现了计算机对产品零件主要信息的描述，同时也促进了 CAE、 CAM 技术的发展和实现。 CAD 的曲面造型功能，使 复杂曲面的计算机数学模型的建立成为现实，车身设计开发手段有了质的飞跃。 CAD、 CAM 的集成废除了过去车身设计过程中长期沿用的“三主”方式，主图板、主样板不再存在，保留下来的主模型也不同于以前。在三维工程设计软件中，最著名的包括，美国的 UGS 公司的 UG ，美国 PTC 公司的 PRO/E，法国达索公司的 CATIA 等，这些三维工程设计软件广泛应用于世界各大汽车公司，为各公司提高设计制造的质量、缩短开发周期、增强产品市场竞争力发挥了关键作用。 车身造型的三维模型数据在 CAE 系统中重构车身三维模型，可以用于包括车身刚度强 度的有限元分析、汽车碰撞模拟实验、空气动力学性能分析及车身表面光顺性分析等。 目前 1： 1 车身模型的快速加工方法一般采用数控加工（ NCM）方法，其基本原理是在 CAM 模块或系统中处理三维 CAD 数学模型，通过 CAM 选择加工刀具，确定加工轨迹等前处理工作。 CAM 模块（系统）自动生成数控加工的程序代码直接传输到数控加工设备，进行三维实体模型的加工。该方法运用比较成熟，精度高，是目前国外汽车制造厂家广泛使用的加工方法，但这种大型的数控加工设备成本相当昂贵，在我国一般汽车企业很难得到推广应用。 1.CAD 技术的三个历史阶 段 （一）二维绘图阶段，主要是在计算机上表达二维几何图素，并且图素之间缺乏联系，很难保持各阶段设计的一致性。因此，此时的 CAD 仅仅是手工绘图板的替代工具。另外，在硬件支持系统的价格昂贵，限制了 CAD 的应用。 （二）第二代 CAD 软件在二维造型基础上引入三维造型，但也只是极为简单的线框模型。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不具备表达几何数据间拓扑关系的能力，实体拓扑信息以及形体表面信息的缺失使得 CAM 及 CAE 均无法实现。 （三）在三维造型阶段，几何造型技术经历了三次技术革命。由于线框系统已经不能满 足人们的实际需求，法国的达索飞机制造公司的开发者们，在二维绘图系统 CADAM 的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统 CATIA。它的出现为人类带来了第一次 CAD 技术革命。 实体造型技术能够准确表达零件的大部分属性（至少还不能表达零件的材料信息），从 CAD 系统获得的设计数据可以用于 CAM、 CAE 等系统，给设计、分析、制造带来了加大的便利。可以说，实体造型技术的普及和应用是 CAD 发展史上的第二次技术革命。 创建 PTC 公司 (即参数技术公司 )的技术精英们，开始研制名为 pro/e 的参 数化软件，nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 27 第一次实现了尺寸驱动零件设计修改。到了 90 年代，参数化技术开始逐步走向成熟，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上简便易行的优势。可以认为，参数化技术的应用主导了 CAD 发展史上的第三次技术革命。 但是参数化技术并没有完全解决所有问题。例如，全尺寸约束这一硬性规定就干扰和制约着设计者创造力及想象力的发挥，而变量化技术既保持了参数化技术的原有的优点，同时又克服了它的许多不利之处。它的成功应用，为 CAD 技术的发展提供了更大的空间和机遇，驱动了 CAD 发展的第四次技术革命。 总的说来，现如今的 CAD 系统采用 了统一的数据结构和公用数据库，采用实体造型技术、参数化技术和特征造型技术，给设计人员带来了前所未有的便利。 2.CAD 技术对汽车企业的重要性 汽车行业是 CAD 技术最先应用的领域之一，国外一些著名的汽车公司很早就自行开发cad 软件。到现在， CAD 技术几乎被所有汽车公司所采用，可以说 CAD 技术（包括计算机辅助制造、计算机辅助工程分析）的应用水平，已经成为评价一个国家汽车工业水平的重要指标。在中国，汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户，同时也是 CAD 技术应用的先锋。 CAD 技术在企业中的成功应用，不仅带来了企业技 术上的创新，同时带动了企业经营、管理旧模式的变革。因此，它对中国传统产业的改造、新技术的兴起，以及汽车工业提高国际竞争力等方面，起到了巨大的推动作用。 传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的，其特点是整个过程是通过实物、模型、图纸、样板等来传递信息。随着计算机技术的发展，计算机逐步代替人脑承担起复杂的计算和分析，同时引进 CAD 等现代设计方法，帮助工程师们抛掉传统的手工方式，既方便设计，又能改善设计质量，缩短设计周期。因此，国外著名汽车公司都不惜花巨资实施 CAD 技术，一方面加快新车型上市的速度满 足复杂多变的市场需求，另一方面节省开发成本，向消费者提供物美价廉、物超所值的产品，从而提高自身市场竞争力。 CAD 技术对于中国汽车企业的重要性是不言而喻的。尽管在 2002 年，中国汽车行业发生“井喷”，一时间汽车成为和手机、房子一样炙手可热的商品，中国汽车业就此迎来了发展的大好时机。同时，国外汽车企业看到了中国广阔的汽车市场，纷纷在华投资建厂，而国内的汽车公司趁机和国外公司合资，以为可以借助外国公司先进的技术来提高自身的研发能力，可实际上事与愿违。外国公司并不愿意把先进的技术介绍给中国的公司，中国公司始终充当 着 OEM 的角色，仅仅是外国公司在中国的制造基地，汽车研发水平仍难有所提高。 在 2006 年，国家将按照对 WTO 的承诺取消汽车进口配额。步入 21 世纪的中国汽车工业将受到来自跨国汽车公司的巨大生存压力，以及数字化和产品、技术不断创新的严峻挑战。因此，全面应用 CAD 技术是中国汽车工业发展过程中的必由之路，应纳入到各个汽车企业的发展战略中。 3.CAD 技术在汽车工程领域的应用状况 美国福特汽车公司在上世纪 80 年代初就开始 CAD 系统的规划与实施，到了 1985 年nts 无锡太湖学院学士学位论文 28 有一半以上的产品设计工作在图形终端上实现，至 90 年代初其产 品开发全面采用 CAD。早期的 CAD 系统已自行开发的 PDGS 和 CAD 为主，后来逐步过渡到以 I-DEAS 为其核心主流软件。 在 CAD 技术发展初期，美国通用公司就自主研发以设计车身为目标的 dac 1 系统，来分析和综合车身的三维曲线设计。到上世纪 90 年代初，美国通用汽车公司选中 UG 作为全公司的 CAD/CAE/CAM/CIM 主导系统。经过不断的发展，公司已 100 采用 CAD 来进行设计制造，并取消了中间过程，使计算机与制造终端直接相连，最终实现了系统网络化。 中国从上世纪 70 年代开始研究和推广 CAD，使得 CAD 技术在国内得到了广泛应用，并从中取得了不错的经济回报。到目前为止，国内大型制造型企业如汽车企业已普遍实施了 CAD 系统，取代手工作业，一些大型汽车企业的 CAD 应用水平也接近国际先进水平。但由于中国 CAD 软件自主研发术水平与发达国家之间存在巨大的差距，国内一些研究机构和公司推出的 CAD 系列软件得不到更广泛的应用，市场占有率低，尤其在 CAD 系统集成方面还是刚刚起步。随着中国市场化程度的加深，市场竞争的加剧，迫使汽车企业必须改变传统的设计、制造、管理、销售模式，来提升企业竞争力和市场应变能力。可以说，实施 CAD 系统是最有效的方式之一。 nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 29 附录二 ： 调研报告 汽车座椅是汽车安全系统重要组成部分，它不仅要为乘坐人员提供舒适的驾驶环境，更要为乘坐人员提供安全可靠的保障。与工作人员进行简短的交流后，我大概了解到汽车座椅总体可由头枕，靠背，侧背支撑，坐垫和调节五大部分部分组成。 座椅方向的调节，是由以下几种调节机构来完成的，它们是：座椅调角器、座椅导轨和座椅 升降机构。在每种调节机构上，座椅都能完成两个，或两个以上方向的调节。 座椅调角器用于连接汽车座椅椅座和椅背 ,对乘员提供安全保护和增强座椅舒适性。乘客可以通过座椅调角器调节椅背的角度。 座椅导轨连接汽车座椅与车身底板，起调节座椅前后位置以及保护乘员安全的作用。在座椅导轨上，座椅可进行前后方向的调节。在这个方向上，驾驶员可以选择合适的位置，调整身体与方向盘之间的距离。使双手能够灵活的操控方向盘，双脚能够舒服的踩到踏板上，从而对车辆进行有效的控制。 一般的汽车座椅，至少都能进行前后、靠背调节四个方向的 调整。 座椅调整方向越多，驾驶员就能更好的找到适合自己的驾驶姿态，减轻驾驶疲劳，提高行车安全性。如今汽车的驾驶席座椅，可以具有前后，上下，椅面倾角，椅背倾角 8 个方向的调节。在一些多功能型车上，乘客座椅可以进行 360 度的旋转，靠背还具有折叠功能，使车内空间的利用效率大大提高。 nts 无锡太湖学院学士学位论文 30 附录三 CAD 快捷键 CAD 作为一种设计软件，如果能快速的运用快捷键进行作画，速度会大大提高，从而收到事半功倍的效果。 CAD 快 捷 键 New 新建 Ctrl+N Undo 还原 Ctrl+Z Open 开旧档 Ctrl+O Redo 取消还原 Ctrl+Y Save 存档 Ctrl+S Cut 剪切 Ctrl+X Export 输出 Exp Copy 拷贝 Ctrl+C、 CO、 CP Print 打印 Ctrl+P Paste 粘贴 Ctrl+V View Format Redraw 重绘当前视区 R Layer 图层 La, -La Regen 重绘所有图形 Ra Color 颜色 Col Zoom 缩放窗口 Z Linetype 线类型 Lt Pan 移动窗口 P Dimension style 标注类型 Dst Aerial view 鹰眼功能 Av Text style 文本类型 St Insert Tools Block 插入已有的图块 I, -I Spelling 检查文本拼写 Sp External Reference 外部引用 Xr, -Xr Load Application 装载 lsp 等程序 Ap Raster Image 插入其他图形文件 Im Display order 改变显示次序 Dr Ole objest 嵌入对象（外部引用 ） Io Run script 执行批命令 Scr Import file 插入其它格式文件 Imp Object snap settings 捕捉模式 Sn nts汽车驾驶座椅滑槽 的计算机及建模设计 31 Preview 打印预览 Pre Tablet 图形板输入图形 Ta Preferences 设置 CAD 环境 Pr Draw Line 直线 L Ray 射线 Ray Multiline 复合线，平行线 Ml Polyline 多义线 Pl 3D polyline 三维多义线 3P Polyg
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