基于ProE的路宝乘用车变速器操纵机构的设计【全套含CAD图纸和三维模型】
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毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告设计（论文）题目 ：基于 Pro/E 的微型车变速器操纵机构及模拟装配的设计院 系 名 称：专 业 班 级：学 生 姓 名：导 师 姓 名：开 题 时 间：指导委员会审查意见：签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告学生姓名 系部 汽车与交通工程 学院 专业、班 级 车辆工程 B07-3班指导教师姓名 职称 副教授从事专业 车辆工程 是否外聘 是否题目名称 基于 Pro/E 的微型车变速器操纵机构及模拟装配的设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状装配是产品生命周期的重要环节，面对顾客需求日益多样化的市场现状，以手工装配为主的传统装配方法逐步暴露出其缺陷:(1)零件全部加工完成之后才可进行装配；(2) 不能体现并行设计的思想。针对这一问题，设计人员致力于产品的装配仿真技术的研究。利用计算机图形学和仿真技术，在计算机上模仿产品的实际装配过程就是产品的装配仿真。装配仿真作为虚拟制造技术实施的核心技术之一，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。虚拟环境中，设计人员可以象操作真实零件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，提高产品装配的一次成功率。在汽车制造业中，整个产品制造过程的性质决定了绝大部分时间是花在装配生产部门。对于汽车这样一个由上万个零部件组成的装配体，如采用传统的二维图纸进行线性设计和平面设计，将无法预先发现设计所造成的装配干扰等问题。国外对虚拟装配级数的研究起步于 20 实际 90 年代中期，由于政府及工业界对其支持力度比较大，加之研究的基础条件比较好，因此发展势头相当迅猛。德国 Fraunhofer 工业工程研究所虚拟实现实验室较早的进行了基于虚拟现实的装配规划系统的研究与开发。他们开发的第一个虚拟装配规划原型系统就获得了 1996 年慕尼黑计算机展览会的最佳系统奖。该系统可以通过虚拟人体模型在虚拟环境中交互式的进行装配操作。在用户交互的基础上产生装配前趋图，并进行装配时间和装配成本分析。通过对真实装配环境的模拟，规划者在进行产品装配条件（如装配空间的制约，装配零件供应及必须的装配工具等）对产品装配的影响。系统的具体功能如下：通过与 CAD 系统的数据借口获取 CAD 设计模型；实际装配环境仿真；通过交互生产装配前趋图；为装配规划人员提供装配规划的知识；装配稳定性分析；自动生产装配过程文档。目前，该实验室关于虚拟装配的研究已经鲜有报道，他们当前的研究主要集中在虚拟环境以及人机交互方面，其研究成果有望应用于虚拟装配系统SY-025-BY-2中。德国宝马汽车公司与德国 Darm statt 技术大学 Fraunhofer 计算机图形研究所在对基于虚拟现实的产品装配技术的研究与应用中得出结论：采用虚拟现实技术进行虚拟产品原型开发将在汽车及其他工业中起十分重要的作用。美国 Washington 州立大学 VRCIM（virtual reality and computer integrate manufacturing）实验室是国际上较早开展虚拟装配技术研究的机构之一。他们与美国国家标准技术研究所 NIST 合作开发的虚拟装配设计环境 VADE（virtual assembly design environment）是一个具有代表性的虚拟装配系统。该研究的主要目的是通过生成一个用于装配国画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。VADE 在 SGI Crimson TM 工作站上实现，立体视觉由 HMD 提供（分辨率可达800*600），设计者手的移动由 Ascension 公司的 Flock of BirdsTM 进行跟踪，所得信息用于控制虚拟环境中虚拟手的位置；手指和手腕运动由 CybergloveTM 数据手套监控，而 TactoolsTM 反馈系统用于在手指尖处产生触觉反馈。在这个虚拟装配系统中，涉及摄可以对公差进行评估，选择最理想的装配顺序，生成装配/拆卸路径规划一级观察最终结果。VADE 有一下主要功能特征：从 CAD 系统到虚拟装配系统的信息转换；从 CAD系统中获取装配意图并应用到 VADE 中，VADE 通过对 CAD 系统中装配约束的捕捉，时间对零件运动的引到与装配序列的生成；可进行零件的交互式动力学模拟，在物理建模的基础上进行实施碰撞干涉检测，考虑零部件的密度，材质，重量，摩擦系数，硬度等物理特性信息对零部件在虚拟环境中的动态行为的影响；可进行零部件装配轨迹信息的创建与轨迹编辑，CADE 允许用户记录，编辑零部件的装配轨迹，并在虚拟环境中显示零件的扫掠提及；可在 CADE 中对零件结构参数的修改，首先，VADE 将CAD 系统中标识的零件磨性的关键参数提取出来供用户在虚拟环境中进行修改，然后，CAD 系统根据用户的修改意图对零件进行参数化修改，最后，将修改后的零件重新装入 CADE；可生成装配环境与零部件初始位置，整个装配环境可以 zaiCAD 系统中定义，同时，永华可在制定零部件与装配工具的初始位置；可模拟交互式装配过程，VADE 支持单手操作与双手操作，兵通过物理建模模拟和实现零部件的抓取；支持装配过程中装配工具的使用，VADE 考虑了装配工具对装配过程的影响；基于约束的装配仿真，VADE 提供了处理以及管理约束的方法，在虚拟装配过程中可以高效率地操作物理约束，通过基于约束的装配仿真不近可以展示设计者的设计意图，而且可以说明如何应用约束；可进行 CAD 磨性装配层次重组，提供了重组 CAD 磨性装配层次的方法，对从 CAD 系统中导入的磨性，可以修改其“父子”关系，可以创建原模型中不存在的新的子装配。日本 N.Abe 等开发了机械零件装配性验证和装配机器可视化系统。 根据目前的理解，虚拟装配发展至今可以分为三个接管，第一阶段是虚拟装配理论的提出阶段，第二阶段是科研究机构在各自实验室复制，建立虚拟装配系统的阶段，第三阶段是各研究机构对虚拟装配各发展方向进行深入研究的阶段。目前国外虚拟装配级数的发展已经进入了第三阶段。国内对虚拟装配级数的研究起步于 20 世纪 90 年代末期，发展速度比较快，取得了不少研究成果，并提出了许多有价值的新理论和新方法。浙江大学 CAD&GG 国家重点实验室是国内最早开展虚拟装配研究的机构之一，他们目前的研究在国内处于领先地位。此外，华中科技大学，清华大学，北京理工大学，北京航空航天大学一级伤害交通大学等也进行了与虚拟装配相关的研究，他们已经或者正在着手建立自己的虚拟装配系统。纵览国内虚拟装配研究方面的文献报道，我们认为国内虚拟装配的研究目前正处于从第二阶段向第三阶段过渡的时期，与国外相比仍然存在 5 年左右的差距。2、选题的目的和意义微型汽车在我国有很大市场，从 0.9L 到 1.6L，价格适合我国国情，适合正在发展的中国的现况。变速器作为传动系统的重要部件之一, 变速器操纵机构的装配质量和效率直接关系到变速器本身乃至整车性能的发挥和制造的质量,虚拟样机技术的成功应用不仅可以提高装配精度，而且可以缩短产品设计周期，对于工程实际具有重要的应用价值。虚拟装配作为虚拟制造实施的核心技术之一，通过运用 Pro/E 进行变速器操纵机构的模拟装配设计，从而达到对变速器操纵机构的装配工艺进一步更深了解；这样可以从本质上提高制造效率，节省劳动力，节约生产资源；加快了解汽车企业生产工艺设计、制造及应用的过程,该毕业设计可以加强国内外流行三维 Pro/E 软件的使用与掌握。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、本设计的主要内容:收集有关国内外微型及普及型汽车变速器操纵机构工艺相关资料，通过对变速器操纵机构工作条件的了解，提出变速器操纵机构的装配工艺方案，符合装配工艺设计方法规定，提出问题，提出自己的观点，解决问题，在 Pro/ENGINEER 参数化建模的基础上 ,进行装配建模虚拟装配过程,从而实现汽车变速器操纵机构的动态装配。主要任务是用可视化手段研究和解决产品的可装配性问题。从设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析微型车变速器操纵机构装配技术，提出自己的设计思想及加工方法。对不同挡位的拔叉、操作壳体、及相应的部件装配图等进行零件建模，对操纵机构的部件的基于 Pro/E 三维图建模。2、拟解决的主要问题:复杂零件的三维建模；用三维软件 Pro/E 建立汽车变速器操纵机构零部件的三维几何模型和装配模型；在 Pro/E 的环境中,首先建立起变速器操纵机构各个零部件的三维实体模型 ,再在零部件的实体模型的基础上,定义各个零部件之间的装配配合关系,从而建立起该装配体的实体模型；基于虚拟现实技术的装配，汽车变速器操纵机构动态装配过程中的干涉检查。三、技术路线（研究方法）收集相关资料根据二维零件图运用 Pro/E 画出三维零件熟练掌握 Pro/E 的运用将三维零件进行装配仿真演示装配动画干涉检查干涉检查报告填写说明书答辩四、进度安排1、熟悉设计任务书，并了解相关材料(网上查阅)，准备资料，填写开题报告：第 12周（2 月 28 日3 月 13 日）2、熟悉零件图纸(提出有相应问题)，熟练掌握工艺学、Pro/E：第 35 周（3 月 14 日4 月 3 日）3、据自已所学知识及实习工厂或其它修配厂提出装配工艺规划、装配序列，输助工具excel 或 word 要有一定使用能力：第 68 周（4 月 4 日4 月 24 日）4、在 Pro/E 的环境中,建立起各个零部件的三维实体模型及中期检查：第 912 周（4月 25 日5 月 22 日）5、建立各个零部件之间的装配配合关系与装配体的实体模型：第 1314 周（5 月 23日6 月 5 日）6、总结毕业设计及编写说明书、后期检查审核及修改不足：第 1516 周（6 月 6 日6月 19 日）7、毕业设计准备答辩及答辩：第 17 周 （6 月 20 日6 月 26 日）五、参考文献1周尔民.基于 Pro/ENGINEER 的汽车变速器虚拟装配仿真技术J.汽车工程,2007.62冯樱.基于 Pro/E 的汽车变速器装配及运动仿真的动画实现J.机械工程师,2007.33富成科.机械制造基础M.人民交通出版社,1999.14沈宜慧.机械工程材料M.人民交通出版社,1998.15徐灏.机械设计手册M.机械工业出版社,2002.86王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学M 机械工业出版社,2002.107成大先.机械设计手册.化学工业出版社,2002.118张德永. Pro/ENGINEER 数控加工(基础篇 ).清华大学出版社,2005.109熊志旺.SEAT 发动机曲轴的结构及工艺性能分析研究D.南京理工大学,200410岳陆游,胡天策,储亚峰.基于 Pro/E 三维夹具设计研究J.机械工程师,2006.03 11李原,张涛,曹哲,等.支持操作的装配仿真技术研究J.工程设计,2000(1):32-52.12郑勇,等.可视化虚拟装配系统及其关键技术研究J.天津理工学院学报,2003,19(1):99-102.13刘振宇,谭建荣,张树有-面向虚拟装配的产品层次信息表达研究J.计算机辅助设计与图形学学报,2001,13(3):223-228.14Jayaram S,et al A Virtual A ssembly Design EnvironmentJ.Proceedings of IEEE Virtual Reality,Houston,TX,1999,19(6):172-179.15Gomes de Sa A,Zachmann G
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