虚拟装配技术在液压机械无级变速器设计中的应用

　　0　前言

　　虚拟设计制造技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用之一,已经引起工业界和研究机构的广泛关注[1]。虚拟设计制造是现实制造在虚拟环境下的映 射,它以计算机仿真技术和建模技术为支持,利用虚拟产品模型,在产品的实际加工之前对产品的性能、产品的可制造性进行评价,对产品的使用过程进行仿真,采 用产品性能(如可制造性、可装配性、工作性能等)均衡优化方法,提高产品预测和决策能力。虚拟装配是虚拟设计制造的核心技术之一,它可以在产品的设计阶段 对产品模型进行预装配,验证产品设计的合理性以及装配工艺的准确性,为下一步产品的实际加工制造提供生产前检验[2]。虚拟装配技术应用于液压机械无级变 速器的设计,可以在很大程度上缩短产品研发周期、降低成本、提高产品质量及实现产品数据的统一管理[3]。本文分析了液压机械无级变速器设计中的虚拟装配 技术的应用。

　　1　虚拟装配技术

　　虚拟装配(VirtualAssembly,简称为VA)是指不需要产品或支持过程上的物理实现,只需通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段,利用 计算机工具来进行或者辅助进行与装配相关的工程决策[1]。与传统的以手工装配为主的装配方法相比,应用虚拟装配技术进行产品的设计制造有着很多优点。

　　(1)虚拟装配分析可以在虚拟环境中对机构的各个零件进行装配分析,干涉检验,能进行产品生产的可行性分析,从而降低产品的研制费用。

　　(2)通过产品虚拟装配模型,设计人员可以从多方面对产品进行观察和分析,预见产品在生产和装配过程中可能出现的问题,并能节约制造实物样机的费用。

　　(3)通过虚拟装配,从设计到生产制造整个过程可以制定更周密的计划,能分析维修过程中可能存在的问题,有利于提高产品的质量等。

　　目前虚拟装配技术研究的内容主要包括:

　　(1)产品装配模型的建立。

　　(2)装配工艺规划的制定。

　　(3)装配模型的干涉检验等。

　　在产品的设计过程中,虚拟装配技术主要应用于产品设计过程的如下阶段,其流程图如图1所示。

　　(1)设计信息输入阶段。包括设计要求、产品设计参数等信息的输入。

　　(2)产品总体设计阶段。根据产品的设计要求,进行产品的结构、机构系统的总体布局。

　　(3)产品装配设计阶段。完成产品所有零部件模型的设计,建立装配约束,完成装配区域、装配层次的划分。

　　(4)产品完善设计阶段。完善产品设计。该阶段要完成模型的装配,进行装配仿真,对装配模型进行干涉检验,发现问题及时改进,保证产品设计的准确。