基于ProE的路宝乘用车变速器操纵机构的设计-开题报告
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毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
指导教师姓 名
系部 职称
汽车与交通工程 学院
副教授
从事 专业
专业、班级 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。
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。
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 9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：①通过与 CAD 系统的数据借口获取 CAD 设计模型；②实际装配环境仿真；③通过交互生产装配前 趋图；④为装配规划人员提供装配规划的知识；⑤装配稳定性分析；⑥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
VADE 有一下主要功能特征：①从 CAD 系统到虚拟装配系统的信息转换；②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；③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；④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；⑤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；⑥ 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；⑦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；⑧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；⑨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；⑩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。
学生姓名
指导教师姓 名
系部 职称
汽车与交通工程 学院
副教授
从事 专业
专业、班级 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。
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。
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 9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：①通过与 CAD 系统的数据借口获取 CAD 设计模型；②实际装配环境仿真；③通过交互生产装配前 趋图；④为装配规划人员提供装配规划的知识；⑤装配稳定性分析；⑥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
VADE 有一下主要功能特征：①从 CAD 系统到虚拟装配系统的信息转换；②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；③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；④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；⑤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；⑥ 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；⑦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；⑧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；⑨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；⑩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。