【正文】 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目 基于 Pro/E 電風(fēng)扇虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 作 者 ： 專(zhuān) 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 ： 完成日期 ： 原 創(chuàng) 性 聲 明 本人聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究成果。 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn) 均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 簽 名： 日 期： 本論文使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 XX 大學(xué) 有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留論文及送交論文復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容。 （ 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定 ） 學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 南 通 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 題目 基 于 Pro/E 電風(fēng)扇虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 起 訖 日 期 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 發(fā)任務(wù)書(shū)日期 2021 年 3 月 10 日 課題的內(nèi)容和要求 （研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)和解決的關(guān)鍵問(wèn)題） 研究?jī)?nèi)容： 近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它大大改變了人與計(jì)算機(jī)之間的交互方式。 在這種情況下產(chǎn)生了虛擬制造技術(shù)，而 虛擬裝配 是虛擬制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，是當(dāng)前裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的一種嶄新的思路和方法，具有非常重要的研究?jī)r(jià)值。虛擬裝配設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它可以為企業(yè)帶來(lái)眾多的經(jīng)濟(jì)效益，例如縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，降低生產(chǎn)成本和減少庫(kù)存等。 本論文在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與 CAD 技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，以典型機(jī)械產(chǎn)品電風(fēng)扇為研究對(duì)象，對(duì)虛擬裝配的理論和關(guān)鍵技 術(shù)進(jìn)行了研究，包括產(chǎn)品的三維建模、裝配約束、干涉檢測(cè)及系統(tǒng)優(yōu)化等內(nèi)容。 通過(guò)此課題可提高學(xué)生的分析實(shí)際問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可得到設(shè)計(jì)分析能力的提高，論文撰寫(xiě)能力的提高。 課題的研究方法和技術(shù)路線 研究方法及技術(shù)路線分為以下步驟： 研究方法：反求工程是產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造的方法，本課題將采用該方法完成從實(shí)物到模具的逆向設(shè)計(jì)過(guò)程。 本論文利用 Proe 軟件對(duì)注塑產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 技術(shù)路線：本課題先產(chǎn)品模型設(shè)計(jì) → 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析 → 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及其他配件的設(shè)計(jì)。 基 礎(chǔ) 條 件 Pro/E 軟件。 學(xué)生具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的能力。 參考文獻(xiàn) ： [1]. 楊寧寧 ， 辛愛(ài)軍等 . 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Engineering Design amp。 Automaiton,1998,4(2):101112。 [10]. , , et al. Testing and Application of MCAM for ITER Benchmark Model, ITER International Analysis Report, TD: ITA 7308,2021 本課題必須完成的任務(wù)： 1． 電風(fēng)扇主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件設(shè)計(jì) 2． 虛擬裝配圖 3． 運(yùn)動(dòng)分析 4． 風(fēng)扇 扇葉 注塑模設(shè)計(jì) 5． 檢索論文相關(guān)中英文資料 成果形式 翻譯英文文獻(xiàn)資料英文 5000 字以上； 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)論文； 設(shè)計(jì)圖紙（裝配圖，外形 圖，零件圖） 初步學(xué)會(huì)參與科研課題的基本方法，掌握設(shè)備設(shè)計(jì)的基本規(guī)范，使工程設(shè)計(jì)能力得到提高。 進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 202138～ 2021316 熟悉課程設(shè)計(jì)所需軟件，并借閱、查閱資料、調(diào)研等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作 202131～ 2021327 查詢(xún)論文所需的中英文資料，翻譯外文資料 202132～ 2021420 電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)主要零件圖設(shè)計(jì) 2021320～ 202143 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定最佳方案，畫(huà)機(jī)構(gòu)裝配 202151～ 2021510 虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真分析 2021510～ 2021528 注塑模設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)論文 2021528～ 202161 審查圖紙，完成全部畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，交資料 202162～ 202169 畢業(yè)答辯 教研室審核意 見(jiàn) 教研室主任簽字 ____________ ______年 ______月 ______日 學(xué)院意見(jiàn) 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： __ ______年 ______月______日 XX 大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 課題名稱(chēng) 基于 Pro/E 電風(fēng)扇虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 閱讀文獻(xiàn) 情 況 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn) 24 篇 開(kāi)題日期 2021 年 3 月 29 日 國(guó)外文獻(xiàn) 5 篇 開(kāi)題地點(diǎn) 12716 一 文獻(xiàn)綜述與調(diào)研報(bào)告：（闡述課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，本課題研究的意義和價(jià)值、參考文獻(xiàn)） 研究現(xiàn)狀 ：當(dāng)前全球知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代要求現(xiàn)代制造業(yè)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降 低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，就需要企業(yè)應(yīng)用信息科學(xué)技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)制造。 20世紀(jì) 70年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造（ CAD、 CAM等）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（ CAPP）等工具和系統(tǒng)得到了開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，并行工程方法和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ PDM）、工作流程管理等支持流程技術(shù)使得在設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮可制造性、可裝配性的工作模式。 20世紀(jì) 90年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了虛擬制造（ VM， Virtual Manufacturing）、虛擬裝配（ VA， Virtual Assembly）的形成和發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)了敏捷制造、虛擬企業(yè)等 新概念的形成。 虛擬制造、虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展始于 20世紀(jì) 90年代，這是消費(fèi)多樣化、經(jīng)濟(jì)全球化和貿(mào)易自由化趨勢(shì)下制造業(yè)發(fā)展的必要要求，也是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)等為核心的信息技術(shù)革命推動(dòng)的產(chǎn)物。同時(shí)，這也是企業(yè)為了解決 TQCSE難題，即最快的上市速度（ T， Time to Market）、最好的質(zhì)量（ Q， Quality）、最低的成本（ C， Cost）、最優(yōu)的服務(wù)（ S， Service）及清潔的環(huán)境（ E， Environment） ， 重視并行工程（ CE， Concurrent Engineering）等 各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造理念的結(jié)果。 在現(xiàn)代制造業(yè)中，裝配設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，它的工作量約占整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)工作量的 20%—79%， 費(fèi)用占制造總費(fèi)用的 29%30%，時(shí)間占整個(gè)產(chǎn)品制造時(shí)間的 40%60%，因此，能否提高裝配效率和裝配質(zhì)量是關(guān)系企業(yè)能否縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間，甚至能否贏得市場(chǎng)良機(jī)的關(guān)鍵要素。 機(jī)械產(chǎn)品的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程一般為：設(shè)計(jì)試制出原型樣機(jī)，然后測(cè)試、驗(yàn)證、并 分析它們，工程師設(shè)計(jì)出產(chǎn)品，往往要經(jīng)過(guò)多次的試制才能成功進(jìn)入市場(chǎng)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法在縮短上市時(shí)間上去的實(shí)質(zhì)性的 突破。并且傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在圖紙上完成的，只能顯示二維圖，引入三維幾何造型技術(shù)后，使設(shè)計(jì)結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，但不能反映產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性，其運(yùn)動(dòng)行程；運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)過(guò)程是否可行均無(wú)法考察，不能保證設(shè)計(jì)方案的正確性，因此在虛擬制造中運(yùn)動(dòng)仿真也同樣重要。 發(fā)展趨勢(shì) ：國(guó)外對(duì)虛擬裝配技術(shù)的研究起步較早，在理論上的研究涉及面廣，且已經(jīng)有較為廣泛的應(yīng)用。美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的 Jyaaram等 [3] 開(kāi)發(fā)研制了一個(gè)稱(chēng)為 “虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境 ”(VADE)的虛擬裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)。利用這個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)工作的初期便可考慮有關(guān)裝 配和拆卸的問(wèn)題，從而避免了裝配設(shè)計(jì)方面的缺陷。在這個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員首先將在 CAD系統(tǒng)建立的零件模型導(dǎo)入虛擬裝配系統(tǒng)，然后在虛擬裝配系統(tǒng)中直接操作虛擬零件進(jìn)行裝配，有關(guān)產(chǎn)品的可裝配性得到檢驗(yàn)，同時(shí)也獲得了許多有關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造工藝信息。Dewar等 [4] 提出了虛擬環(huán)境中輔助進(jìn)行手工裝配的方法，該方法能夠自動(dòng)記錄操作人員在虛擬環(huán)境中對(duì)虛擬部件的裝配動(dòng)作，還能輔助操作人員自動(dòng)進(jìn)行裝配，并且詢(xún)問(wèn)操作人員裝配時(shí)的裝配方法，同時(shí)生成裝配規(guī)劃。美國(guó) Sandia 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究開(kāi)發(fā)了一個(gè)名為 Archimedes [56] 的用于生成優(yōu)化和檢查裝配工藝的交互式裝配規(guī)劃系統(tǒng)。它允許用戶定義工藝約束，自動(dòng)生成裝配工藝并判斷是否滿足約束條件，還可以按照用戶提供的指標(biāo)優(yōu)化裝配工藝。它可以使用當(dāng)前流行的各種 CAD模型，并能以多種形式輸出裝配工藝規(guī)劃結(jié)果。 Archimedes 已被成功地應(yīng)用于多家企業(yè)，如 NASA、 Roc kwell公司、洛克希德 馬丁公司、休斯飛機(jī)公司等，其中休斯飛機(jī)公司的產(chǎn)品實(shí)例為著名的第 4 代空空導(dǎo)彈 “響尾蛇 ”AIM 9X，共有 471個(gè)零件。德國(guó)的 Michael eyrich 等人 [7]通過(guò)調(diào)用 OpenGL， Inventor， Performer和 Vega 庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了面向虛擬制造的 “虛擬工作臺(tái) ”交互環(huán)境。借助 1副特殊的 LCD 眼鏡、 1枝六維筆、 1個(gè)三維鼠標(biāo)和 1雙數(shù)據(jù)手套，用戶能夠直接與虛擬對(duì)象進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)順序控制、運(yùn)動(dòng)仿真、裝配碰撞檢查等。德國(guó)的 BMW 公司建立了 Virtual Process Week體系 [8]，利用虛擬技術(shù)對(duì)汽車(chē)裝配流程的合理性加以測(cè)試。日本 NAbe等開(kāi)發(fā)了機(jī)械零件的可裝配性驗(yàn)證系統(tǒng) [9]，支持設(shè)計(jì)者在虛擬環(huán)境下進(jìn)行裝配分析；德國(guó) Bernhard Jung等人開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于知 識(shí)的虛擬裝 配系統(tǒng) CODY [10]，允許設(shè)計(jì)者通過(guò)三維操作，進(jìn)行產(chǎn)品裝配。國(guó)內(nèi)虛擬裝配技術(shù)的研究相對(duì)較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。清華大學(xué)國(guó)家 CIMS 工程技術(shù)研究中心基于 CAD軟件平臺(tái) Pro/ENGINNEER開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了虛擬裝配支持系統(tǒng) VASS（ Virtual Assembly Support System）。利用該系統(tǒng)可在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行基于三維實(shí)體模型的試拆卸仿真，生動(dòng)直觀地分析、驗(yàn)證與改善產(chǎn)品的可裝配性，進(jìn)行產(chǎn)品及其部件的裝配工藝規(guī)劃，生成