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1、AbstractAlong with the trend of the markets globalize, the products life cycle abbreviating and the customer request for product gradually diversify, personality, the products virtual design and virtual assembly have come out because of this.Realize product virtual design, assemble, manufactory need
2、 not cost the large quantity funds to make the machine of the real object size, but instead of using the computer to make the produces digital model and design data, It can consumedly shorten the develop time, and reduce the exploitation funds, It also can make us fine products problem in early stag
3、e of exploitation and make the problem resolved in time.3D design can give us a solid model .we can use a FEA software to analysis the force on the part and the transform of the object .the result will be showed in the form of a sketch-map we can know the state easily .key words : 3D design FEA virt
4、ual design virtual assemble摘要随着市场的全球化趋势日益增强，产品的生命周期逐渐缩短，用户对产品的要求日趋多样化、个性化，产品的虚拟设计开发与虚拟装配为适应这种社会需求应运而生。三维设计实现了产品虚拟设计、装配，分析，使制造商不必花费大量资金和时间去制造与实物大小的样机，而代之以利用计算机产生的产品数字化的实物模型，可以大大缩短开发时间，节约研制经费，且能够在产品开发早期阶段及早发现可能存在的问题，使其在成为实物之前得到完善解决。Solidworks是一个方便实用的三维参数化建模软件，功能非常完善，它仅仅用个人计算机上软件，低廉的价格就完全实现了以前需要在工作站上完成
5、的工作。而且它的数据兼容性也很好，可以和其它的3D软件共享数据，还可与3ds max结合进行动画编辑操作，进行装配与工作过程的仿真。Solidworks的COSMOS 插件可以对零部件进行有限元分析，对其受力和变形情况进行模拟。本次毕业设计主要是针对自动变速器原理而展开的。主要是介绍三维设计的过程和三维设计的优势。 本次毕业设计主要包括三个部分： 自动变速器主要部件三维建模：对自动变速器重要组成部分进行了三维建模。装配及工作过程的动态模拟：把在Solidworks中所建立自动变速器主要部件的装配体导入到3ds max，进行动画及场景渲染，对自动变速器的工作情况进行动态仿真对立体模型进行简单的有
6、限元分析。关键字：三维设计 虚拟装配 动态模拟 有限元分析 第一章 三维设计51. 1 三维设计的一些概念51.1 .1 设计与成本61.1. 2 三维设计的意义61. 2三维设计与传统的二维设计相比的优势71.2. 1传统机械产品设计中存在的主要问题71.2. 2三维设计的优势7第二章 汽车自动变速器的原理82. 1汽车自动变速器概述82. 2目前汽车自动变速器主要类型92. 3自动变速器的优越性112. 4电控液力机械式自动变速器组成和原理122. 5液力变矩器原理142. 6齿轮变速系统162. 7换挡执行器172. 8液压自动操纵系统182. 9自动变速器的电子控制系统18第三章 三维
7、设计软件的选择193. 1 软件品质193. 2常见三维CAD软件介绍203.2. 1 Pro/engineer 系统203.2. 2 Unigraphics213.23 CATIA系统213.24 Cimatron223. 3为什么选择solidworks + 3ds max 的组合223.3. 1 SolidWorks 介绍223.3. 2 Solidworks 的特点233.3. 3 Solidworks基本界面253.3. 4 Solidworks工具栏的个性化定制263.3. 5 Solidworks功能263.3. 6 3ds max 6.0 介绍273 4三维设计软件选择的经济考
8、虑30第四章 汽车自动变速器的建模过程30第五章 汽车变速器的运动仿真过程。385. 1 三维模型导入和编辑385. 2 动画制作过程39第六章 三维设计应用的特点446. 1虚拟装配446. 2 拨叉的运动干涉456. 3变速器外壳设计466. 4对三维实体齿轮的静力学分析47参考文献：59Abstract601 Introduction612 Literature Review613 Specification for the Electrical Machine624 Electrical Machine Solutions635 Discussion69第一章 三维设计1. 1 三维设
9、计的一些概念“计算机辅助设计几乎推动着一切领域的设计革命”。近年来，CAD技术的应用已经几乎辐射到了各行各业。“九五”期间，全国“CAD应用工程技术开发与应用示范”项目攻关专题50项，29个省市和3个行业共安排了600多家示范企业，企业平均CAD设计人员应用普及率为956，产品设计图样覆盖率为928。同时安排了重点企业3000多家，一般应用企业10万余家，9个培训中心，1000多个培训网点。CAD技术的应用已涉及到机械、工程设计、船舶、航空、航天、汽车、轻工、纺织等行业。传统的设计方法是工程师在大脑里构思三维的产品，再通过大脑的几何投影，把产品表现在二维图样上，工程师有一大半的工作量是在三维实
10、体和二维工程图的相互转换和繁琐的查表和计算中。而制造工人又要把二维的图样在大脑中反映出三维的实体然后进行加工制造。 采用CAD技术(尤其是三维CAD技术)后，工程师就可以直接在计算机上进行零件设计和产品的装配；产品的制作过程几乎与真实的产品制造没有差别，计算机屏幕上的产品就是未来产品三维图像。工程师还可以在设计过程中，利用CAD技术尤其是三维CAD技术完成手工难以完成和低效率的工作。三维设计的几个基本问题1.1 .1 设计与成本 设计是人类文明的标志。这是因为设计的本质是创造和革新，是最能发挥人类智能的活动。产品设计的质量一定程度上决定了企业的经济效益。一般地说，产品设计费用在产品成本中只占2
11、0左右，但是产品的设计工作却决定了产品75的成本，这正是企业要引人CAD的主要原因之一。1.1. 2 三维设计的意义 人在设计零件时的原始冲动是三维的，设计实施的结果是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等等关联概念的三维实体，这也是毫无疑问的，但是，在传统的设计中，在这两者之间的信息传递竟然全是二维的图形表达。由于以前的手段有限，人们不得不共同约定了在第一象限(美国是第三象限)平行正投影的二维视图表达规则，用有限数量相关联的二维投影图表达自己的三维设想。这种表达信息是极不完整的，而且绘图、读图要经过专门训练的人进行，以便“纠正”人类头脑中原始的、关于几何形体表达的“错误”
12、。如果能直接以三维概念开始设计，在现有的软件支持下，可以更直观、准确地表达出设计构思的全部几何参数，整个设计过程就可以完全在三维模型上讨论，对设计的辅助作用就能很容易迅速扩散到全过程，设计的全部流程都能使用统一的数据，有助于完成如装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产品效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能。传统的以二维工作图为主的设计资料管理将变成三维设计数据的保存和管理，而工科大学的机械制图课就可以大幅度删砍，尽量保留学生的三维原始概念，二维工程图的画法也应随之大幅度简化。 三维设计是必然趋势。只有三维设计才是真正意义上、创新设计的CAD。只有三维设计，才有可能组建进行有限元分析
13、的原始数据，进而进行零件几何形状的优化设计。否则就是传统的设计方法：进行多次的台架试验甚至样机考核试验(三维设计不可能完全取代样机试验，除非用CAT技术)。更不用说装配检查、运动模拟、强度分析、数控编程、产品效果图、物理特性计算等二维设计无法完成的功能了。1. 2三维设计与传统的二维设计相比的优势1.2. 1传统机械产品设计中存在的主要问题设计过程繁琐 在传统的二维设计模式下，产品的设计过程是首先由设计者本人大脑中建立三维立体模型后借助于正投影方法，把头脑中的三维实体模型转化为二维工程图。技术人员又需要将分散于各个视图中的局部信息，通过想象恢复成原来的三维实体模型，再进行工程分析、工艺设计、加
14、工制造等工作。设计过程繁琐复杂，费时费力。设计效率低 由于设计过程繁琐，周期较长，如果设计中一步出错就要纠正后重新进行。有些常用的标准件之间仅存在某些尺寸或结构的微小差别，却要进行繁琐的重复性设计和绘制，特别是对于结构和装配关系比较复杂的产品，完全依赖于设计人员构思的周密性，设计过程中的一点疏忽，都可能导致新产品试制时，出现零部件装配关系不合理或出现干涉等问题，因此设计效率比较低，设计人员没有更多的时间从事更高层次上的创新性构思设计工作复杂曲面或曲线设计困难 机械产品设计中包括许多模具和钣金件的设计工作。基于二维的传统设计方法，对于复杂的空间曲线或曲面的表现能力比较差，因此对一些复杂曲面的建模
15、和钣金设计比较困难。1.2. 2三维设计的优势与二维设计相比，三维设计具有的优点： 可以从空间的不同角度来观察和操作对象，有利于设计方案的形成，也有助于与不熟悉平面图、剖视图的人交流设计思想。从设计方案的三维模型，可以快速方便地得到主视图、俯视图、左视图以及任意角度的不平行投影图、透视图投影图等，并可以将模型输出为标准的、精美的工程图纸，这不但提高了设计效率，而且减少了错误发生的可能。利用三维模型的着色和渲染功能可以得到设计方案的逼真三维立体效果图，这使得设计人员在产品投产或工程项目建设之前，就能全面准确地了解它的外观，有助于设计决策，对于工程项目投标更是有重要的意义。利用实体建模方法可以检查零件的干涉情况，还可以方便地计算模型的体积、质量、重心、转动惯量等参数，这对于产品动态特性分析以及工程项目成本预算等都具有十分重要的意义。三维设计是制造一体化的基础。此外，某些专业的软件还可以对三维模型进行运动分析、受力分析、热学分析、有限元分析等，由此可见三维设计已远远超出平面设计的绘图功能，为工程设计带来了革命性的巨大变革，把
