二段式液压机械无级变速器虚拟装配设计

　　

 【摘要】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。本文作者围绕着二段式液压
机械无级变速器虚拟装配设计问题，分析了基于虚拟装配设计流程，重点介绍了虚拟装配
技术在二段式液压机械无级变速器设计中的应用。

 

　　【关键词】液压机械；无级变速器；虚拟装配

 

　　一、引言

 

　　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。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。

 

　　二、基于虚拟装配设计流程分析

 

　　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。 

　　图

1 基于虚拟装配设计流程 

　　

 

　　（

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。

 

　　（

3）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。

 

　　（

4）模型输出阶段。输出产品完善设计阶段的产品模型。 

　　三、二段式液压机械无级变速器虚拟装配设计应用

 

　　为了适应现代化制造及并行设计的思想，我们把虚拟装配技术应用到二段式液压机械
无级变速器的设计中。根据虚拟装配设计流程，虚拟装配技术的应用思想、方法和具体的实
现途径如下。

 

　　

3.1 二段式液压机械无级变速器零部件虚拟模型的建立 

　　本文基于三维建模软件

UG 进行变速器零部件设计。作为辅助设计工具，在造型功能、

特征建模、基于约束的参数化和变量化设计、二次开发等方面均具有优势。自顶向下与自底向
上的装配方法可以充分体现设计者的意图，表达各零部件之间的相互关系。本文装配体的设
计方式采用自顶向下和自底向上的混合模式完成。

 

　　由于

UG 中实体的建模方法有多种，同一个实体可以用不同的方法构造， 不同的操作

也可以完成相同的结构特征。在零部件的建模过程中应该考虑到虽然不同的建模方法和建模
顺序可以构造出同样的实体，但不同的方法和顺序构造出的实体却具有不同的稳定性以及
可修改性。在模型的建立过程中要正确选择建模方法和建模顺序。

 

　　以变速器中的关键零件行星架实体模型为例，其建模过程为：