【正文】 染效果及裝配功能，以虛擬裝配技術(shù)理論為基礎(chǔ)，以馬自達(dá) 6 搭配的 F 為研究 FS5AEL自動(dòng)變速器為對(duì)象，進(jìn)行了自動(dòng)變速器零件虛擬建模、建立零件庫(kù)和自動(dòng)變速器虛擬仿真裝配等一系列的研究，從而運(yùn)用 FLASH 強(qiáng)大的動(dòng)畫制作功能建立一套自動(dòng)變速器安裝系統(tǒng)，基于 CATIA 和 3DMAX 技術(shù)的自動(dòng)變速器的虛擬仿真裝配通過(guò)建立虛擬化裝配模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)物理實(shí)體，這有利于對(duì)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)和裝配過(guò)程進(jìn)行分析并進(jìn)行合理優(yōu)化。 基于以上手工裝配為主的傳統(tǒng)裝配方法存在著諸多缺陷，所以在計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息化技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù) 的快速發(fā)展過(guò)程中，提出了虛擬仿真裝配技術(shù)。 ?零部件建模：零部件建模是完成整個(gè)裝配任務(wù)的必 要貯備工作，它要求所建模型合理，而且對(duì)于細(xì)節(jié)的處理也有一定的要求，所以需要建模人員需要較高的軟件使用水平，本文中，主要針對(duì) Mazda 6 轎車自動(dòng)變速器的零部件進(jìn)行建模，包括液力變矩器中的殼體、泵輪、渦輪以及行星齒輪組等零部件進(jìn)行建模，這個(gè)過(guò)程主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件 CATIA 進(jìn)行建模，然后運(yùn)用 3DMAX 進(jìn)行物體與場(chǎng)景渲染的一個(gè)過(guò)程。清華大學(xué)開發(fā)的 VASS 為設(shè)計(jì)師和裝配工程師提供了一個(gè)產(chǎn)品的可裝配性 / 可拆卸性仿真和評(píng)價(jià)系統(tǒng)。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的一個(gè)特點(diǎn)，就是用戶與模擬環(huán)境之間的一種交互，相對(duì)于本文而講，通過(guò)制作自動(dòng)變速器的各種零件，然后進(jìn)行裝配過(guò)程，再將這個(gè)過(guò)程以及所制作的安裝系統(tǒng)展示出來(lái)，這樣開發(fā)者可以對(duì)自動(dòng)變速器的裝配過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化和可裝配性進(jìn)行評(píng)價(jià)，而且可以作為一種學(xué)習(xí)的工具，這就是用戶與環(huán)境之間的一種交互。電子控制系統(tǒng)是按照通過(guò)輸入系統(tǒng)里的開關(guān)和傳感器的信號(hào)，通過(guò) TCM（變速器控制模塊） 向液壓控制系統(tǒng)中的線性類、ON/OFF 類電磁閥及工作循環(huán)類電磁閥輸出與當(dāng)前駕駛條件相吻合的信號(hào)。 在變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速和 轉(zhuǎn)矩不變的條件下，渦輪轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速（反映汽車行駛速度）的變化規(guī)律，就是液力變矩器的特性。副行星齒輪組是一個(gè)單級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)，它在 1— 4擋和 R擋時(shí)執(zhí)行減速運(yùn)動(dòng)，在 5擋時(shí)是直接傳動(dòng)。 前行星齒輪和后行星齒輪結(jié)構(gòu)示意圖 虛擬仿真裝配技術(shù) 1 輸入 2 前進(jìn)離合器 3 1 號(hào)單向離合器 4 前行星齒輪架 5 前中心齒輪 6 前小齒輪 7 前內(nèi)齒輪 8 第一軸傳動(dòng)齒輪 ? 由于離合器和或制動(dòng)器接合 / 分離的原因，前行星齒輪和后行星齒輪起到傳動(dòng)的作用，將渦輪軸輸送的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并輸送到中心齒輪。 在圖 A 中，液體在離 合器盤（驅(qū)動(dòng)盤，從動(dòng)盤）中，因?yàn)橐后w在各個(gè)盤上滑動(dòng)，不能傳遞動(dòng)力。 ? 當(dāng)車輛倒退時(shí)運(yùn)作。 單向離合器操作 1 號(hào)單向離合器 ?單向離合器 外座圈（前內(nèi)齒輪）可順時(shí)針?lè)较颍◤囊毫ψ兙仄饕粋?cè)看）自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但在外座圈試圖逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜撐擋圈升起，阻止其按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。 伺服活塞置于變速驅(qū)動(dòng)橋箱內(nèi)。 減速制動(dòng) ? 固定副中心齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。由上述介紹的單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈固定不動(dòng)，行星架為同向的并且減速旋轉(zhuǎn)，得到的是 最大的減速。 本章小結(jié) 本章對(duì)馬自達(dá) 6 轎車進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)馬自達(dá) 6 轎車 FS5AEL 自動(dòng)變速器的各個(gè)主要的系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能原理簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)此自動(dòng)變速器的換擋過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，此外還配備了每個(gè)部件的功能原理，可以使讀者更加詳細(xì)的了解這種自動(dòng)變速器的功能。 （ 1） CATIA 自帶標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)方便自動(dòng)變速器虛擬仿真裝配。 行星齒輪組 該行星齒輪組由一個(gè)太陽(yáng)輪，兩個(gè)行星輪，一個(gè)齒圈，一個(gè)行星架組成。此外， 3D MAX制作模型及動(dòng)畫創(chuàng)作都具有高度的自由感，其修改功能十分強(qiáng)大，可以直接在視圖中進(jìn)行任意修改。在模型建立、處理完成之后，便開始動(dòng)畫的制作過(guò)程，使得更好的展示自動(dòng)變速器的裝配過(guò)程，而且其中可以添加音效，使得動(dòng)畫效果更加完整。 本章小結(jié) 在本章中，首先對(duì) 3DMAX軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，包括其主要的功能，然后運(yùn)用 3DMAX對(duì)自動(dòng)變速器零件進(jìn)行了裝配，分別展示了裝配的各個(gè)部分，系統(tǒng)的展示出來(lái)整個(gè)裝配過(guò)程，以及整個(gè)裝配對(duì)于運(yùn)用 flash制作自動(dòng) 變速器安裝系統(tǒng)的運(yùn)用。同時(shí)通過(guò)對(duì)動(dòng)畫動(dòng)作、音效等效果的控制，可以呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)、豐富、逼真的動(dòng)畫效果，完全滿足編程中的更高要求。 該系統(tǒng)初級(jí)界面是由 2個(gè)模塊構(gòu)成，一個(gè)是變速器安裝模塊，另一個(gè)是變速器拆卸模塊，在此，由于本文主旨為自動(dòng)變速器的安裝，所以僅介紹這一模塊，圖 虛擬仿真裝配技術(shù) 圖 自動(dòng)變速器裝配系統(tǒng)初級(jí)菜單界面 變速器裝配次級(jí)菜單界面 次級(jí)菜單由五個(gè)模塊構(gòu)成，包括制動(dòng)器安裝、駐車部件安裝、離合器安裝、總體安裝和安裝總體回顧，每個(gè)模塊下面都有各自裝配過(guò)程的子界面，如圖 所示 圖 變速器安裝次級(jí)菜單界面 現(xiàn)在講述這個(gè)界面的制作過(guò)程 第一步：打開 Flash CS5 軟件， → 根據(jù)需要選擇新建文件類型 【 Action Script 】，如圖 所示 虛擬仿真裝配技術(shù) 圖 Action Script 界面圖 → 點(diǎn)擊【文件】下拉對(duì)話框中的【保存】，將文件存為“馬自達(dá) 6 自動(dòng)變速器安裝”，并且在接下來(lái)的制作中，隨手保存文件，以免文件丟失。 Flash 動(dòng)畫采用的是矢量繪圖技術(shù)，矢量圖的特點(diǎn)是圖像可以無(wú)限放大而不會(huì)失真。 裝配步驟 此次裝配過(guò)程中，是將零件模型按照一定順序安裝在自動(dòng)變速器殼上，而自動(dòng)變虛擬仿真裝配技術(shù) 速 器殼是一個(gè)復(fù)雜的殼體模型，為了將安裝的過(guò)程更加明確的展示出來(lái)，現(xiàn)將自動(dòng)變速器殼的幾個(gè)面定義如圖 、 和 所示。在本文中，將目標(biāo)事物抽象成物理模型，這個(gè)過(guò)程在前面部分已經(jīng)完成，即運(yùn)用 CATIA軟件建立 FS5AEL自動(dòng)變速器的零件模型，然后運(yùn)用 3DMAX導(dǎo)入的模塊，將模型悉數(shù)導(dǎo)入，做好裝配的準(zhǔn)備工作。而第二種方法是通過(guò)函數(shù)編程，得到齒輪的模型，這樣得到的齒輪模型較為精確，在此，由于筆者水平有限，故僅依據(jù)第一種方法，講述制作齒輪的步驟，步驟如下： 打開 CATIA→機(jī)械設(shè)計(jì)模塊→零部件設(shè)計(jì)模塊，點(diǎn)擊工作臺(tái)圖標(biāo) 并選 xy面，進(jìn)入草圖編輯模塊，開始繪制草圖，根已知齒輪的參數(shù)所繪制的草圖如圖： 虛擬仿真裝配技術(shù) 圖 齒輪草圖 退出草圖，點(diǎn)擊 （拉伸）進(jìn)行操作，厚度為 30mm，得到一個(gè)拉伸實(shí)體，如圖 所示： 圖 將草圖進(jìn)行拉伸 點(diǎn)擊 （圓弧陣列）按鈕，使得齒輪的齒均勻分布在整個(gè)外邊，得到實(shí)體模型如圖 所示： 圖 實(shí)體模型 虛擬仿真裝配技術(shù) 然后點(diǎn)擊齒輪面進(jìn)入草圖繪制模塊，建立軸肩，進(jìn)行除料的過(guò)程，然后再次進(jìn)入草圖進(jìn)行繪制花鍵，如圖 所 示： 圖 繪制花鍵 退出草圖，點(diǎn)擊 （拉伸除料）和環(huán)形陣列建立模型如圖 所示 ： 圖 太陽(yáng)輪模型 經(jīng)過(guò)上述的步驟，得到了行星齒輪組中太陽(yáng)輪的 CATIA 模型。與其它的機(jī)械形體一樣，自動(dòng)變速器眾多零部件可以分為標(biāo)準(zhǔn)零件和非標(biāo)準(zhǔn)零件，非標(biāo)準(zhǔn)零件需要 結(jié)合實(shí)際參數(shù)進(jìn)行建模和實(shí)體造型。 CATIA具有眾多功能強(qiáng)大的模塊，其模塊總數(shù)從原先的 12個(gè)增加至現(xiàn)在的 140多個(gè)，運(yùn)用于航空航天、汽車制造、機(jī)械制造、電子電器等眾多領(lǐng)域。 2 副行星齒輪組：動(dòng)力由前、后行星齒輪組傳遞至副行星齒輪組的副內(nèi)齒圈 15，齒圈 15逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)副小齒輪 11也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，行星架是動(dòng)力輸出端．與車體相連，運(yùn)動(dòng)阻力較大，可暫視為固定．于是副中心齒輪 14有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，此時(shí) 2號(hào)單向離臺(tái)器鎖止，防止副中心齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 ? 在第一、第二、第三、第四檔位運(yùn)作。同時(shí)，伺服機(jī)構(gòu)復(fù)位彈簧也起到阻礙的作用，從而可以獲得最佳 24 制動(dòng)帶接合力。 2 號(hào)單向離合器 ?單向離合器外座圈（直接離合器）可按逆時(shí)針?lè)较颍◤囊毫ψ兙仄饕粋?cè)看）自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)此外座圈試圖逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪向右側(cè)移動(dòng)（從液力變矩器一側(cè)看），阻止其按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。 ? 在第五檔位運(yùn)作。 當(dāng)活塞內(nèi)的液壓消除后，因?yàn)閺?fù)位彈簧的作用，離合器松開并回到 圖 A所示的狀態(tài)。 副中心齒輪與直接離合器鼓相連，副齒輪與副內(nèi)部齒輪相連。因此，在前行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單向離合器的外座圈與低速檔和倒檔制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)盤同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。 2 行星齒輪變速系統(tǒng) 液力變矩器雖然在一定范圍內(nèi)能夠改變轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)比，但是其變矩系數(shù)不大，變矩的范圍不寬廣，所以難以滿足汽車使用的要求，為了提高自動(dòng)變速器輸出扭矩的變化范圍，在具有液力變矩器的前提下，添加一個(gè)齒輪式變速器與其相結(jié)合，這中變速器稱為液力機(jī)械式變速器，而這個(gè)齒輪式變速器多數(shù)是行星齒輪變速器。 圖 FS5AEL自動(dòng)變速器中，動(dòng)力傳遞的流程圖、液壓控制信號(hào)的傳遞圖和電子信號(hào)傳遞圖的組合，詳細(xì)的展示了各個(gè)結(jié)構(gòu)和組成關(guān)系。 本章小結(jié) 在本章中，對(duì)虛擬制造技術(shù)進(jìn)行了介紹，作為制造中重要的一環(huán)，闡述了裝配在制造中的重要 性，對(duì)虛擬仿真裝配的技術(shù)進(jìn)行介紹，以及當(dāng)前國(guó)內(nèi)的虛擬仿真裝配技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，最后指出虛擬仿真裝配技術(shù)在現(xiàn)如今各種技術(shù)行業(yè)中所呈現(xiàn)的特點(diǎn)。葡萄牙的 C C G 公司開發(fā)了 ITS(Immersive Training System) 虛擬系統(tǒng)，用于裝配培訓(xùn)。 ④ 裝配過(guò)程中的人因分析：通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā) 人員可以在產(chǎn)品開發(fā)階段就對(duì)產(chǎn)品裝配過(guò)程中涉及的人機(jī)因素（如裝配所需時(shí)間、裝配操作的舒適程度、安全性）進(jìn)行分析，從而可以在裝配過(guò)程中避免錯(cuò)誤。在虛擬的環(huán)境中，設(shè)計(jì)人員可以像操作真實(shí)零件一樣，先對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行規(guī)劃，然后對(duì)虛擬的零件進(jìn)行裝配操作，通過(guò)一系列的裝配過(guò)程，建立產(chǎn)品的裝配模型，再去檢查裝配過(guò)程中的存在的問(wèn)題，提高產(chǎn)品裝配的正 確性，這個(gè)過(guò)程中，主要以提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)成本，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率和運(yùn)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為其要求，在這五個(gè)基于仿真技術(shù)的快速發(fā)展前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維實(shí)體零部件的優(yōu)化定位組裝，并且對(duì)完成虛擬裝配的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的零部件檢測(cè)、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等進(jìn)行的實(shí)體仿真過(guò)程。 關(guān)鍵詞 ：虛擬仿真裝配；裝配流程；零件虛擬建模；自動(dòng)變速器安裝系統(tǒng) 虛擬仿真裝配技術(shù) ABSTRACT Nowadays , due to the production and manufacturing science and technology innovation, rapid development of information technology , simulation technology and other advanced technology, direct impact on the rapid development of the automotive industry , these technologies are widely used in the automotive industry today , is regarded as indispensable to the development of the automotive industry strategic technical resources. Simulation is a virtual assembly technology makes automotive design and automotive assembly can be efficient, fast and can parallel the core technology. In this paper, make full use of CATIA powerful design capabilities and excellent rendering and assembly functions 3DMAX to virtual assembly technology based on the theory to the Mazda 6 with the F for the study FS5AEL automatic transmission as an object, automatic transmission parts were built virtual mode , the establishment of a series of automatic transmission parts library and study virtual assembly simulation , and the use of powerful FLASH animation feature to create an installation of an automatic transmission sy