减速器的设计与仿真
减速器选型优化设计及性能仿真分析
减速器选型优化设计及性能仿真分析在机械传动系统中，减速器是一种常见而重要的元件，用于降低旋转部件的转速并提供所需的扭矩输出。
减速器的选型和设计对于机械系统的性能和效率起着至关重要的作用。
在本文中，我们将讨论如何进行减速器的选型优化设计，并使用性能仿真分析工具验证设计的有效性。
一、减速器选型优化设计1. 准确确定需求：在进行减速器选型之前，我们首先需要准确确定系统的需求，包括所需的输出转矩、转速范围、工作环境条件等。
这些需求将直接影响减速器的选型和设计参数。
2. 确定减速器类型：根据系统需求和应用场景，选择适当的减速器类型。
常见的减速器类型包括齿轮减速器、带传动减速器、蜗轮蜗杆减速器等。
每种减速器类型都有其优缺点，需要综合考虑系统需求并选择最合适的类型。
3. 计算传动比：传动比是减速器设计中的重要参数，可以通过系统所需的输入转矩和输出转矩来计算得出。
传动比的选择应平衡系统的性能和工作效率，避免过大或过小的传动比对系统性能的影响。
4. 选取材料和制造工艺：减速器的材料和制造工艺对其性能和寿命有着重要影响。
根据工作环境条件和系统需求，选择适当的材料和制造工艺，以确保减速器能够在长期运行中保持良好的性能。
二、性能仿真分析1. 建立减速器模型：利用性能仿真软件，建立准确的减速器模型。
模型应包括减速器的各个部件、传动比、材料特性等。
2. 引入工作条件：在仿真软件中导入系统的工作条件，包括输入转矩、转速、工作环境等。
根据实际情况，设置仿真的时间和步长，以获得准确的仿真结果。
3. 进行性能分析：通过仿真软件对减速器进行性能分析，包括输入输出转矩、转速、效率等。
分析结果将直观地展示减速器在不同工况下的性能表现，并帮助我们优化设计，提高系统的效率和可靠性。
4. 优化设计：根据性能分析的结果，我们可以针对性地进行优化设计。
例如，通过调整传动比、改变材料或采用特殊的润滑方式等，以提高减速器的性能和寿命。
5. 仿真验证：对优化后的设计进行再次仿真验证，以确保设计的有效性。
行星齿轮减速器的设计及仿真(PL系列)DOC
第一章绪论1.1 本课题的目的我国的行星齿轮减速器在性能和质量方面与发达国家存在较大差距，一个重要原因就是设计技术手段落后。
发达国家在机械产品设计上已进入分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现代设计方法，如有限元分析.优化设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模.分析.仿真.干涉检查等。
通过对行星齿轮减速器的结构设计，初步计算出各零件的设计尺寸和装配尺寸，并对设计结果进行参数化分析，为行星齿轮减速器产品的开发和性能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供产考核依据。
[1]进入信息化时代以来，随着经济全球化、贸易自由化和社会信息化的不断发展，制造业趋势也变的越来越不可预测，企业间的竞争也越来越激烈。
在这种市场局势下，企业若想在市场竞争中取得优势，就必须不断提高设计效率与水平，节约生产成本，但是传统的设计方法，多依赖于设计者的经验，必须通过样机的试制来验证产品的可靠性，导致设计难度大，周期长，也做不到最优设计，所以也就适应不了现代社会快速而又激烈的市场环境。
参数化设计为这一问题的解决提供了有效途径。
[2]它利用计算机超大的容量、强大的内存、超快的计算速度，大大的提高了零件模型的生成和修改、再生的速度，也使产品的系列化设计、相似性设计及在专用 CAD 系统开发方面显示出了较大的应用价值。
CAD/CAM 技术的广泛应用以及技术水平的不断提高，都为参数化设计提供了一个良好的基础平台。
而随后出现的 CAD/CAM/CAE 技术在加速产品创新设计方面的显著地位，更使参数化设计的应用得到了更高层次的运用，而且越来越受到众多制造企业中设计人员的重视。
现在有很多国家都把CAD 技术的发展与应用水平作为衡量一个国家工业水平的重要标准。
因而以此为背景，国家已为“863”计划专门投资，用来支持三维 CAD 软件的开发和产业化的发展，使得国内 CAD 技术的研究和应用进入了新的发展阶段。
以 Pro/E 4.0 为开发平台，Visual studio 2005 为语言开发工具，主要针对 Pro/E 二次开发技术、标准件建库技术、系统虚拟装配技术、界面与图形之间的接口技术在产品参数化设计及快速装配中的应用进行了深入研究，并将装配好的减速器系统导入到 ADAMS 软件中进行仿真模拟以及动学分析。
减速器运动仿真课程设计
减速器运动仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解减速器的基本原理和运动特性，掌握减速器在机械系统中的应用。
2. 学生能够运用物理知识和数学方法，分析减速器运动过程中的速度、加速度和位移等参数。
3. 学生能掌握减速器运动仿真的基本步骤和方法，理解仿真软件的操作原理。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件进行减速器零件的设计与绘制。
2. 学生能够利用运动仿真软件，构建减速器模型，进行运动仿真分析。
3. 学生能够分析仿真结果，提出优化方案，提高减速器的性能。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对机械设计和运动仿真的兴趣，增强对工程技术的认识。
2. 学生能够树立正确的工程观念，认识到团队合作的重要性，培养协作解决问题的能力。
3. 学生能够关注减速器在工程实际中的应用，关注科技创新，提高社会责任感和使命感。
课程性质分析：本课程为高二年级机械设计与制造课程的一部分，以实践性和实用性为主，注重培养学生的动手能力和工程思维。
学生特点分析：高二学生在知识储备和操作技能方面具备一定的基础，对新鲜事物充满好奇，具备较强的学习意愿和探究精神。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的操作技能和问题解决能力，培养学生良好的工程素养。
通过分解课程目标，使学生在完成具体学习成果的过程中，达到课程目标的要求。
二、教学内容1. 理论知识：- 减速器原理：介绍减速器的工作原理、类型及减速比的计算。
- 机械运动学：回顾速度、加速度、位移等基本概念，分析减速器运动过程。
2. 实践操作：- CAD软件应用：学习CAD软件的基本操作，完成减速器零件的设计与绘制。
- 运动仿真软件应用：掌握运动仿真软件的基本操作，构建减速器模型，进行运动仿真分析。
3. 教学大纲：- 第一周：学习减速器原理，进行减速器类型及减速比的计算练习。
- 第二周：复习机械运动学基础知识，分析减速器运动过程。
- 第三周：CAD软件教学，指导学生完成减速器零件设计与绘制。
减速器性能优化设计及动力学仿真分析
减速器性能优化设计及动力学仿真分析在工程设计中，减速器扮演着至关重要的角色。
减速器能够将高速旋转的输入轴转换成低速大扭矩输出轴，广泛应用于各个领域，例如机械制造、航空航天、汽车工业等。
为了提高减速器的性能和可靠性，优化设计和动力学仿真分析成为必不可少的工作。
一、减速器性能优化设计1.设计目标的设定在进行减速器性能优化设计之前，我们首先需要明确设计目标。
设计目标可以包括传动效率的提高、承载能力的增加、噪音和振动的降低等。
2.材料选择和结构设计减速器的性能受到材料选择和结构设计的影响。
合理选择材料可以提高减速器的强度和耐久性，同时减小重量和成本。
结构设计需要考虑传动性能、紧凑性和装配性等因素。
3.齿轮副的优化设计齿轮副是减速器的核心部件，其设计对减速器性能起着决定性的影响。
通过选择合适的齿轮模数、齿数、齿形和齿向等参数，可以实现传动效率的最大化和噪音的最小化。
4.润滑和密封设计减速器在运行过程中需要进行润滑和密封。
恰当的润滑和密封设计可以减小齿轮与轴承之间的摩擦和磨损，延长减速器的使用寿命。
二、动力学仿真分析1.建立减速器的动力学模型动力学仿真分析是通过建立减速器的数学模型，模拟减速器在不同工况下的运动和力学特性。
根据设计和实际参数，可以建立各个部件的质量、惯性矩和刚度等参数，以及齿轮副的传动比、啮合刚度等参数，进而建立整个减速器的动力学模型。
2.动力学仿真参数的选择在进行动力学仿真分析之前，需要选择合适的仿真参数。
例如，输入轴的转速和扭矩、载荷的大小和方向、润滑条件等。
选择合适的仿真参数可以更好地反映实际工况下的减速器性能。
3.分析减速器的动态特性通过动力学仿真分析，可以得到减速器的动态特性。
包括扭矩传递特性、振动和噪音特性、轴承的受力和寿命等。
通过对动态特性的分析，可以评估减速器在不同工况下的性能表现，并针对性地进行优化设计。
4.动力学仿真结果的分析和优化分析动力学仿真结果，可以发现减速器存在的问题和不足之处，并针对性地进行优化设计。
机械工程学院大学生课外科技训练减速器建模装配设计与运动仿真
机械工程学院大学生课外科技训练减速器建模装配设计与运动仿真设计者：装备0303 孙绪指导教师：唐晓初陈雪李静助理指导：研二学生于振波设计内容：1、减数器零件三维实体建模2、仿真装配3、运动仿真使用Pro/E 软件完成减速器的零件设计与装配如图1所示。
并进行仿真运动。
图1运动仿真技术路线：1、减速器零件三维实体建模采用特征建模和全相关参数化建模方法完成下列主要零件实体建模设计：低速齿轮，低速轴，高速齿轮轴，与高速轴和低速轴相配合的键，高速轴轴承，低速轴轴承，上箱体，下箱体等。
其中齿轮采用全相关参数化设计模式，齿轮的参数为模数、齿数、压力角及齿轮厚度。
1．1 、参数化渐开线齿轮设计齿轮的三维建模在机器产品如减速器和齿轮泵的建模中具有广泛的用途。
实现齿轮参数化三维建模可以使齿轮的三维模型更加接近齿轮的真实三维模型,同时也可以提高产品的建模效率。
基于Pro/E的齿轮参数化三维建模的核心技术是根据齿轮齿廓渐开线的生成原理,利用齿廓渐开线方程计算出齿轮齿廓渐开线上点的直角坐标值,绘制出渐开线,按渐开线曲线拉伸成齿轮齿廓的实体。
齿轮齿廓渐开线生成原理基于Pro/E平台的齿轮参数化三维建模的关键是要绘制出二维的齿轮齿廓渐开线。
因此必须根据渐开线的生成原理，输入参数化绘制齿轮齿廓渐开线的方程。
图2显示了渐开线方程上任一点的参数关系。
有三个重要的基本角度,即:表示;展开角─基圆半径OA与OC之间的夹角,以фу渐开角─基圆中心O渐开线的直角坐标参数方程为:x﹦R b(cosφ+φ·sinφ)y= R b(sinφ-φ·cosφ) (1)式中: x,y―渐开线上任一点的直角坐标值R b—渐开线基圆半径φ—渐开线发生线在基圆上的滚动角度S b=π/z·R b+2 R b·invα (2)式中: S b—齿轮基圆的齿厚α—压力角根据渐开线参数方程(1),计算出渐开线上一系列点的直角坐标值, 完成齿轮参数化三维建模,该程序中主要的参数为模数m 和齿数z 、压力角ANGLE 和齿厚b ，输入以上参数后便可以自动生成直齿圆柱齿轮的三维模型。
减速器产品数字化设计及仿真分析
减速器产品数字化设计及仿真分析随着科技的不断发展和应用领域的拓展，数字化设计在各个行业中扮演着愈发重要的角色。
对于减速器产品而言，数字化设计及仿真分析更是至关重要。
本文将从减速器产品数字化设计的必要性和优势、数字化设计的具体步骤以及仿真分析的应用领域等方面进行探讨。
一、减速器产品数字化设计的必要性和优势数字化设计作为现代设计的重要手段之一，对于减速器产品而言具有以下几个必要性和优势：1. 提高设计效率：传统的减速器产品设计往往需要大量的实物模型制作及试验验证，耗时且成本高昂。
而数字化设计可以通过计算机模拟实现产品设计与开发过程的快速迭代，提高设计效率。
2. 降低开发成本：数字化设计所需的资源相较于传统方式更为节省，如计算机软硬件设备的使用成本、材料及试验设备的成本等。
同时，通过数字化设计可以更早地发现潜在的设计问题，减少开发过程中的错误造成的损失。
3. 提升产品质量：数字化设计可以辅助设计师在设计阶段对产品各部分进行全面、准确的分析，包括受力分析、摩擦损耗分析等，从而优化产品结构、材料及工艺，提升产品的性能和质量。
4. 加速产品更新换代：数字化设计可以促进不同产品版本之间的迭代和演进。
设计师可以更快地进行改进和优化，推出更先进、更符合市场需求的产品。
二、减速器产品数字化设计的具体步骤减速器产品数字化设计包括以下主要步骤：1. 建立产品模型：使用计算机辅助设计(CAD)软件，建立减速器产品的三维模型。
根据产品的功能需求和空间限制，绘制各零部件的形状与尺寸。
2. 设计参数确定：根据产品使用环境和使用要求，确定减速器产品的设计参数，包括传动比、额定扭矩、材料选择等。
通过CAD软件进行参数的输入与修改。
3. 受力分析：利用有限元分析(FEA)等软件对减速器产品进行受力分析，检验产品在不同工况下的稳定性和强度。
优化产品结构以满足设计要求。
4. 运动仿真：借助多体动力学(MBD)仿真软件对减速器产品进行运动仿真。
减速器数字化设计技术及仿真分析
减速器数字化设计技术及仿真分析数字化设计技术在工程设计领域得到了广泛应用，其中减速器数字化设计技术是其中的重要组成部分。
减速器作为机械传动装置的一种，广泛应用于工业生产中的各个领域，因其具备减速、传递扭矩的功能，对于机械系统的运行稳定性和效率起着关键作用。
本文将探讨减速器数字化设计技术及其仿真分析方法。
一、数字化设计技术的应用数字化设计技术是利用计算机及相关软件将传统的设计过程数字化、自动化。
在减速器设计中，数字化设计技术的应用主要体现在以下几个方面：1. 三维建模：传统的减速器设计需要依靠手绘图纸或二维CAD软件进行设计，而数字化设计技术可以通过三维CAD软件对减速器进行建模，实现真实比例的设计与展示，大大提高了设计质量和效率。
2. 虚拟装配：数字化设计技术可以通过虚拟装配的功能，将各个零部件进行合理拼装，检查各个接触面的匹配度和可靠性，发现潜在问题并进行修正，从而减少了实际装配的时间和成本。
3. 功能模拟：数字化设计技术还可以通过功能模拟的方法，对减速器的工作原理和性能进行验证和调试。
仿真分析软件可以模拟不同工况下的运动学和动力学行为，以及各个零部件的受力和变形情况，从而对设计进行评估和优化。
二、仿真分析方法减速器的数字化设计不仅仅是建立一个漂亮的三维模型，更重要的是通过仿真分析方法对设计进行评估和验证。
以下是几种常用的仿真分析方法：1. 运动学仿真：运动学仿真可以模拟减速器在不同工况下的运动学行为，比如转速、转矩、轴向位移等。
通过运动学仿真可以观察减速器各个零部件的运动情况，检查是否存在干涉和冲突，以及工作是否平稳。
2. 动力学仿真：动力学仿真可以模拟减速器在工作过程中的动力学行为，比如受力、扭矩、振动等。
通过动力学仿真可以评估减速器的工作可靠性和稳定性，在设计阶段就可以发现潜在问题并进行改进。
3. 受力分析：受力分析是指通过有限元分析等方法对减速器的各个零部件进行受力分析。
通过受力分析可以确定各个零部件的应力和变形情况，并判断零部件的设计是否满足要求，从而指导进一步的优化设计。
减速器的设计与仿真
设计题目:减速器的设计与仿真设计内容和要求:1、拟定分析传动装置的传动方案。
2、电动机的选择。
3、传动装置的运动参数的动力参数的计算。
4、传动件及轴的设计计算。
5、轴承、键的选择及校核，减速器的润滑和密封的选择。
6、减速器的结构及附件设计。
7、绘制装配图和零件图。
8、培养撰写论文的能力。
1. 减速器的概念及一些减速器介绍1．1 减速器的概念减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮转动、蜗杆转动、齿轮－蜗杆转动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速器转动装置。
在少数场合也用作增速的传动装置，这时就称为减速器。
常用的齿轮及蜗杆减速器按其传动及结构特点，大致可分为三类：（1）齿轮减速器，主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆柱齿轮减速器三种。
（2）蜗杆减速器，主要有圆柱蜗杆减速器、圆弧齿蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆－齿轮减速器。
（3）行星减速器，主要有渐开线行星减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器等。
1．2 常用减速器的主要类型、特点和应用齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的互相装配方式可分为立式和卧式减速器；可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。
单级圆柱减速器的最大传动比一般为ｉmax=8～10，作此限制主要为外轮廓尺寸过大。
若要求ｉ>10时，就要采用二级圆柱齿轮减速器。
二级圆柱齿轮减速器应用于i =8～50级高，低速级的中心距和α∑＝250～400mm的情况下。
二级圆柱齿轮减速器，它结构简单，可根据需要选择输入轴端和输出端的位置。
分流式圆柱齿轮减速器的轴可向任意一边伸出，便于传动装置的总体配置，分流级的齿轮均做成斜齿，一边左旋，另一边右旋以抵消轴向力。
同轴式二级圆柱减速器，它的径向尺寸紧凑，轴向尺寸较大，常用于要求输入轴端和输出轴端在同一轴线上的情况。
三级圆柱减速器，用于要求传动比较大的场合。
单级圆柱减速器和二级圆锥减速器，用于需要输入轴成90o配置的传动中。
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设计题目:减速器的设计与仿真设计内容和要求:1、拟定分析传动装置的传动方案。
2、电动机的选择。
3、传动装置的运动参数的动力参数的计算。
4、传动件及轴的设计计算。
5、轴承、键的选择及校核，减速器的润滑和密封的选择。
6、减速器的结构及附件设计。
7、绘制装配图和零件图。
8、培养撰写论文的能力。
1. 减速器的概念及一些减速器介绍1．1 减速器的概念减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮转动、蜗杆转动、齿轮－蜗杆转动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速器转动装置。
在少数场合也用作增速的传动装置，这时就称为减速器。
常用的齿轮及蜗杆减速器按其传动及结构特点，大致可分为三类：（1）齿轮减速器，主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆柱齿轮减速器三种。
（2）蜗杆减速器，主要有圆柱蜗杆减速器、圆弧齿蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆－齿轮减速器。
（3）行星减速器，主要有渐开线行星减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器等。
1．2 常用减速器的主要类型、特点和应用齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的互相装配方式可分为立式和卧式减速器；可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。
单级圆柱减速器的最大传动比一般为ｉmax=8～10，作此限制主要为外轮廓尺寸过大。
若要求ｉ>10时，就要采用二级圆柱齿轮减速器。
二级圆柱齿轮减速器应用于i =8～50级高，低速级的中心距和α∑＝250～400mm的情况下。
二级圆柱齿轮减速器，它结构简单，可根据需要选择输入轴端和输出端的位置。
分流式圆柱齿轮减速器的轴可向任意一边伸出，便于传动装置的总体配置，分流级的齿轮均做成斜齿，一边左旋，另一边右旋以抵消轴向力。
同轴式二级圆柱减速器，它的径向尺寸紧凑，轴向尺寸较大，常用于要求输入轴端和输出轴端在同一轴线上的情况。
三级圆柱减速器，用于要求传动比较大的场合。
单级圆柱减速器和二级圆锥减速器，用于需要输入轴成90o配置的传动中。
因大尺寸的圆锥齿轮较难精确制造，所以圆锥—圆柱齿轮减速器的高速级总是采用圆锥齿轮传动以减小其尺寸，提高制造精度。
齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便、因而应用极为广泛。
1．3 减速器的结构单级直齿轮减速器的结构，它主要由齿轮（或蜗杆）、轴、轴承、箱体等组成。
箱体必须有足够的刚度，为保证箱体的刚度及散热，常在箱体外壁上制有加强肋。
为方便减速器的制造、装配及使用，还在减速器上设置一系列附件，如检察孔、透气孔、油标尺或油面指示器、吊钩及起盖螺钉等。
2. 虚拟技术的简介虚拟技术的简介2．1 虚拟技术的简介虚拟技术（Virtual Reality，以下略VR），就是由计算机直接把视觉、听觉、触觉等多种合成信息提示给人的感觉器官，在人的周围生成一个虚拟环境，从而把人、现实世界以及虚拟环境结合起来，融为一体，实现信息的交流和反馈。
人可以在虚拟环境中以最自然的形态实时地进行操作和行动，犹如在自身所处现实环境中同样的感受。
随着科学的发展与信息技术的应用，虚拟设计技术已经开始使用于企业的生产与制造之中，使虚拟设计技术得到有效地提升，加强了设计人员对虚拟设计技术的应用，特别是在企业进行新产品开发的设计与制造阶段更受重视。
本文在论述虚拟设计在新产品开发中的特征同时，着重论述虚拟设计在新产品开发中的应用，分析设计人员在新产品开发过程中，如何应用虚拟设计技术进行产品的设计、评价，探索虚拟设计技术在新产品开发中的应用前景，使虚拟设计技术更好地为新产品的开发服务。
VR技术是充分发挥创造力的科学，为人类的智能扩展提供了强有力的手段，对生产方式和社会生活将产生巨大的影响。
虚拟制造是VR技术在制造领域的重要应用，是一种超越时空观念的新的制造哲理和模式。
1、制造技术的发展与虚拟制造的出现虚拟制造是随着信息技术的高速发展和对价值观多样化的适应而产生的，是现代制造技术的延伸和发展。
(1) 制造技术的发展机械化和机械自动化是原始操作向现代制造技术转变的重要标志；数控机床和机器人以其柔性给制造技术带来了质的变革；FMS、CIMS把制造技术推进到了系统控制和集成化阶段，实现了传统制造技术向现代制造技术的飞跃；近年来，又相继出现了并行工程、精益生产及敏捷制造。
可以期待，充实了这些新概念的新一代CIMS将把制造技术推向一个更高的智能化阶段。
(2) 虚拟制造的产生及含义纵观制造技术的变化和发展，不难理解人和自然环境相互关系的变迁。
长期以来，人类利用工具、机械制造产品，在这种人和自然界直接对应的关系中，制造技术的发展受到了很大制约。
近年来，功能强大的计算机系统作为中间媒体存在于人和自然环境之间，开始实现人―自然环境―计算机三者在现实空间内的相互调和，虚拟制造正是这种调和关系的产物。
虚拟制造是在虚拟空间内模拟把生产要素转变为虚拟产品的制造机能的全部行为。
或者说虚拟制造是为人们提供一个从产品概念的形成、设计到制造全过程的三维可视化及交互的临境环境，通过计算机模拟实验来模拟和评估2、虚拟装配研究自动装配是全面实现制造自动化的“瓶颈”。
究其原因，一是自动装配作业具有很强的智能性和高度的复杂性；二是以往的装配自动化研究被局限在“设计－制造（装配）－评价”和“实物验证”的封闭时空模式中。
VR技术将为解决装配自动化技术难题开辟一条崭新的途径。
3、虚拟装配中需要解决的关键问题查孔、透气孔、油标尺或油面指示器、吊钩及起盖螺钉等。
在实际环境下,对自动装配的研究主要集中在机器人力控制和装配规划两个方面,而虚拟装配,由于时空观念的超越,会出现一些新的特点,要解决的技术问题,主要有如下几点。
（1）虚拟装配环境的构筑主要研究虚拟环境的描述与管理,动作检测子系统和感觉信息合成子系统的因果关系处理,虚拟世界的事件控制,感觉信息的综合以及输入、输出驱动规则等。
（2）装配过程的力作用机理分析装配过程实质上是用力学方法不断地变化、调整由于多个物体的接触而引起的约束关系的过程。
由于这一过程呈现出很强的非线性和瞬态性,因此分析难度很大。
在虚拟环境中,可以仿照GROPE虚拟系统研究分子结构的方法,把微观接触状态展现到宏观世界,把瞬态接触延续为虚拟空间中的“慢动作”,在赋予装配零件机械、物理特性的条件下进行装配过程力作用机理分析。
为了直观形象,可以对分析数据进行可视化处理。
（3）自动装配规划的生成装配规划就是以某种评价标准,按照一定的算法,寻求一条最优的零件装配顺序序列,实际上是最优化问题。
在虚拟环境下,应该重点解决:如何更形象地表现装配规划过程中信息流的动态流动和可视化;如何在搜索过程中加入启发性知识和进行人的智能参与。
根据作者对装配规划的研究,认为Petri网方法是在虚拟环境下进行自动装配规划很有前途的一种方法。
（4）虚拟环境中人的自身投射性自动装配进展迟缓,一是采用了昂贵、费时的“叠代装配”方法,二是装配作业的智能性高。
在虚拟环境中,人的智能扩展是解决这两个问题的有效途径。
为此,需要研究人的动作检测及其信号处理,人手模型在虚拟环境中的映射,人和虚拟环境在装配作业时的交互等4、我国制造业的现状（1）局部水平落后，总体有势力。
我国虽然是一个大国，但技术设备水平、设备规模、技术人员数量等各方面与发达国家相比还有较大差距。
但从全局来看，我们既有充足的设备，也有相当可观的人才资源。
各部门、各单位都拥有或引进过一些先进的生产设备，也各自在某一领域具有一定的优势。
（2）集团优势差，设备闲置严重。
虽然全局具有设备和人才优势，但这些优势重复分散，集中度低，形不成集团优势，形不成国内、国际有较强竞争力的一流集团化工业企业。
以机床工具行业为例，连续3年出现负增长。
我国机床工具行业有较大的市场需求，居全世界需求的第2、3位。
但由于自身的原因，质量不过硬，产品不畅销，几年间国内市场自给率由90%以上下降到40%左右。
据统计，在现有4万亿元的国有固定资产存量中，闲置和利用率不高的占1/4左右，也就是说，有1万亿元的国有固定资产长期处于“休养”状态。
（3）计算机应用水平较低。
一些企业也有先进的软件和高档的计算机设备，但利用率很低。
就CAD在我国机械行业的应用来说，前后已有20年的历史，取得了一系列的成果和经验。
但是，如何真正普及应用，仍是一个亟待解决的问题。
2．2 虚拟设计在机械设计中的应用1、虚拟产品设计近几年来，CAD技术为企业在新产品开发过程中提供了有力的支持，但目前在虚拟产品设计中多使用软件组合来完成产品设计过程。
例如复杂曲面的产品造型，多采用Rhino和Pro/Engineer等软件的组合使用来完成虚拟产品设计模型，其实质并没有把设计人员从二维鼠标与键盘上解放出来，设计人员也并没有真正参与到虚拟产品设计中来，在某种角度上限制了设计人员的积极性与创造性的发挥。
随着虚拟现实（Virtual Reality）技术与多媒体技术的发展，虚拟现实技术与多媒体技术有机结合在新产品开发过程中的使用，以及科技人员在不断提高的计算机操作的人机界面综合技术，改善了虚拟产品设计中人与计算机的交互方式。
目前，所采用的将虚拟现实技术引入CAD环境，这将便于模拟新产品开发中产品的某些性能，又便于设计人员对产品的修改。
技术条件好的公司，在进行虚拟产品设计时，设计人员可以先利用现有的CAD系统建模，再转换到VR环境中，让设计人员或准客户来感知产品。
设计人员也可以利用VR-CAD系统，直接在虚拟环境中进行设计与修改。
例如在对汽车的设计时，设计人员在具有全交互性的设计环境中，利用头盔显示器、具有触觉反馈功能的数据手套、操纵杆、三维位置跟踪器等装置，将视觉、听觉、触觉与虚拟概念产品模型相连，不仅可以进行虚拟的合作，产生一种身临其境的感觉，而且还可以实时地对整个虚拟产品（Virtual Product）设计过程进行检查、评估，实地解决设计中的决策问题，使设计思想得到综合。
在交互性的虚拟环境快速成型设备上，设计人员对虚拟产品设计模型的直接设计，提高了设计人员积极性与创造性的发挥。
有的企业在新产品开发设计时，还建立了物理试验模型PMU（PhysicalMock-up），如油泥模型（Clay Modeling）等已逐步被计算机和仿真代替，在此基础上进行产品设计建模和仿真设计，以达到改进产品方案设计的目的。
虚拟产品也就是最初的数字试验模型DMU（Digital Mock-up），虚拟产品设计初级阶段的虚拟油泥建模（Virtual Clay Modeling），可以适应创造性设计过程所提出的直观要求，设计人员可以在虚拟环境空间中，利用轨迹跟踪系统可以削掉和涂抹虚拟的油泥材料。
所设计的产品可得到精确的描述，物理模型能通过快速原型方法被迅速的制作出来。
2、虚拟装配设计（Virtual Assembly Design）虚拟装配设计（Virtual Assembly Design）是虚拟设计在新产品开发方面具有较大影响力的一个领域。