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1、 摘 要按照我们一般意义上的理解，虚拟实验是相对于真实实验而存在的，两者的主要差别在于:实验过程中所触及的对象与事物是否真实。本文基于SolidWorks三维软件完成的单级减速器的虚拟设计,并依据一般的CAD开发技术，具体针对减速器设计的特点，开发了一套减速器传动部件CAD系统，并详细介绍了减速器的各零件模块的建模过程。其具体的设计内容包含如下:详细介绍并总结了应用SolidWorks三维软件完成的单级减速器的虚拟设计的背景及研究的意义和目的分析其在国内外的发展状况及趋势；详细介绍并总结了基于SolidWorks的通用减速器部件设计研究的理论基础;简单概述了CAD/CAM辅助设计的广泛应用及发
2、展趋势及减速器零件的实体建模方法减速器零件的实体建模实例; 详细介绍并总结了减速器装配原理减速器的功能模块的划分 详细介绍了SolidWorks实体装配的方法及过程，并列举减速器总装实例简述其装配过程。 关键词:减速器，模块化，SolidWorks，CADAbstractWith open markets and globalization, the user in the pursuit of high-quality low-cost and short delivery time at the same time, will shorten the product replacement
3、 cycle, which requires designers to change the traditional design pattern, to maximize the use of virtual design technology. Designers through the virtual assembly to check the size of the parts and assembly, and immediately amend the error; through virtual prototyping for virtual testing, and obvia
4、te the need to do more physical test. In this way, saving both time and cost savings.Virtual design (Virtual Design) is to VR technology and CAD technology applies a combination of new technologies in various fields. In recent years, the commercial CAD software and the emergence of tools, such as: P
5、TC products SolidWorks, Pro / Engineer, SDRCs products I-DEAS Master Series, UGSs Unigraphics and other products, and promote the development of virtual design. Based on SolidWorks software to complete three-dimensional single-stage reducer of the virtual design. SolidWorks software platform in orde
6、r to detail a set of single-stage reducer of the body movement of virtual experiment system design and the core idea of modular,In accordance with the general development of CAD technology, designed specifically for the characteristics of speed reducer, speed reducer transmission developed a CAD sys
7、tem components, and the establishment of the Blockset reducer. The design of their specific content are as follows: in detail and summarizes the principles of modular design and its core ideology, and, in this based on the modular design of the overall flow reducer, the reducer to the specific modul
8、e division system; details introduced and summed up the tradition of hand-reducer mathematical optimization methods designed to achieve some of the computer processing of fuzzy parameters; a detailed analysis of the general slowdownCAD system browser in order to achieve the functions and the establi
9、shment of the CAD model of the function of the system; reducer General summed up the type of design knowledge, and detailed in its treatment of different computers, on the basis of the experience of the establishment of a knowledge database; SolidWorks detailed modeling of the two entities, and in a
10、ccordance with these two different modeling methods to establish the reducer, respectively, standard parts library and non-standard parts library;Keywords: reducer, modular, SolidWorks, Solid Model Library第一章 概 述1.1本课题的选题背景及意义1.1.1课题背景实验是教学环节中的重要手段之一，传统的实验研究必须进入实验室才能进行实验操作与数据采集。随着计算机技术的不断发展，计算机已被越来越
11、多地用于教学环节中，以便为学生提供更为广泛的学习体验。由此而产生了建立一个虚拟实验的构想。所谓虚拟实验是指在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，实验者可以像在真实的实验环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的学习或训练效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。 1. 1. 2课题研究的意义在机构运动方案设计实验中应用虚拟实验可以:（1）激发学习动机;（2）可以比其它手段更精确地演示某些特征、过程。如在搭接好的四杆机构中，随意改变杆长参数或者机架的位置，计算机都能对各杆实际的运动情况予以仿真模拟，并能给出相对应的参数(如摇杆处于极限位置的极限夹角)，这在传统实验中是无法实现的
12、。这在传统实验中，对于主动件为摇杆的情况，只能通过教师演示的方式，定性的观察机构的运行情况，而不能给出相应的定量描述。（3）允许在很近的地方很安全的观察机构的实际运动情况，而不用担心会造成设备的损坏。（4）允许学习者根据自己的节奏来完成体验;（5）允许学习者在一个很宽的时期内完成体验，而不必按照课程表的规定; （6）通过实际应用获的对新技术的体验; （7）提供很好的交互，鼓励实验者积极参与。1.1.3课题研究的目的机构运动方案设计的实验目的是，加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，训练学生的实际动手能力，培养学生创新意识及综合设计的能力。而事实上，由于每次实验时间有限，
13、而且没有事先对实验中该注意的事项有一个很好的感性认识，一般只有很少的同学能正确的完成实验，即拼接的机构不发生干涉，能实现一定的运动规律。还有一些客观条件也增加了完成实验的难度，如物理资源的缺乏(包括实验设备和教职员工)限制了学生的实验需求，即使是设备齐全，学生在做实验时仍然会遇到一些问题，比如不能立即找到装配时所需要的合适的零件，这在一定的程度上也浪费了很多实验时间。因此，就迫切的需要建立一个机构运动方案设计虚拟实验系统，在这个实验系统中，有足够多的模型、拼接所需的零件，零件都摆在实验者的眼前，在拼接时，可以根据需要随时调整零件的有关参数，以进行更加高效的装配。这个实验系统的交互性强，学生不是
14、实验的观摩者，而是实验者。同时它还应具备实验指导功能，能提供一定的帮助信息，在沈阳工程学院2008年教研重点项目机械设计虚拟实验系统的开发与研究。以减速器输出轴为例，建立零件库，进行虚拟装配实验，完成爆炸图。1.2国内外研究现状及发展趋势1. 2.1虚拟实验的国内外发展状况 目前国内外有很多组织都已经开展了虚拟实验系统的研究建设工作，特别是在一些著名的大学和虚拟实验室中，已经建好并投入使用的虚拟实验系统也不少。下面介绍一些积极开展虚拟实验系统研究的实验室以及业已完成的虚拟实验项目。 VSL(Visual Systems Laboratory,简称VSL)虚拟系统实验室，始建于1989年，由Ge
15、ntral Florida大学教育训练研究院建立，其目标旨在提高计算机图形的艺术表现力以及改进仿真过程中的人机接口设计。目前，该实验室正在开展多项与虚拟实验相关的支撑技术研究，如虚拟实验环境中的网络及并行计算技术、复杂实验环境的实时物理仿真技术、低价图形仿真技术等;己取得了大量的研究成果如设计并开发了第一例实时动态虚拟环境、第一例VR-3D-CAD虚拟设计系统等。 VRiCHEL(Virtual Reality in Chemical Engineering Laboratory，简称VRiCHEL)实验室，由美国Michigan大学化学工程系创建，主要用来探索和开发虚拟现实技术在化学工程领域
16、的应用。 高虚拟工程/科学实验系统，由Johns Hoplcins大学化学工程系为配合课程What is Engineering?的教学而建立的，实验的目的是引导学生尽快地掌握实验、问题求解、数据采集和科学分析的方法。该实验系统尚在建设过程中，目前能够提供的实验项目如下:逻辑电路实验、扩散过程实验、石油勘探实验、机器人手臂控制实验、桥梁设计实验、管道传热实验、树木测量实验、声音传播实验、热传导实验、概率分布实验。 VETL(Virtual Environment Technology Laboratory，简称VEIL)实验室，由Houston大学和NASA/Johnson航天中心联合建立。.该实验室主要致
