汽车循环球式转向器虚拟试验系统的设计(附件)【字数：7177】
摘 要学习的最终目的是运用于实践，同时将学到的知识融会贯通，甚至发掘出更先进的知识。理工科学生的培养与文科的不同，理工科的培养更注重学生的实践来强化学习。而实践不仅需要学校提供大量的材料，也需要大量昂贵的设备，同时也要注意学生的人身安全。在设备方面也要注意，设备故障、损坏，也需要人员去处理，这样也花费了一定的资源。因此建立一套虚拟试验系统具有重要的意义，它可以很直观的展现实验过程，来替代传统教学。通过使用相应的计算机软件，包括仿真建模、装配件模拟装配、动态动画制作等，最终达到完成制作装配动画来动态动画模拟实验的目标。
目 录
第一章 绪论 1
1.1满足高校的需求 1
1.1.1理工科教学的特点 1
1.1.2虚拟技术的特点 1
1.1.3虚拟技术与教学相结合的意义 2
1.2目前国内外研究现状 3
1.2.1国内研究现状 3
1.2.2国外研究现状 3
1.3课题研究的内容与目的 4
第二章 汽车循环球式转向器的作用和组成 5
2.1转向器的作用 5
2.2循环球式转向器的组成 5
第三章 建模工具的选择 6
3.1建模工具 6
3.2UG介绍 6
第四章 建模过程 7
4.1循环球式转向器零件建模 7
4.1.1输出轴的建模 7
4.1.2螺杆的建模 8
4.1.3壳体的建模 9
第五章 动态拼装的制作 12
5.1循环球式转向器的动态拆装 12
5.1.1壳体设置 12
5.1.2端盖运动轨迹设置 12
5.1.3螺杆螺母运动轨迹设置 13
5.2动画制作 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
第一章 绪论
虚拟模拟技术的使用已经有几十年的历史了，仿真技术在工程技术领域有了很大的进步，从最初的产品检测试验功能的基础上，在生产的系列活动中延伸扩展，被广泛应用于产品设计，力学分析，动态仿真，预检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
等步骤中。涉及产业也已经由重工业推广到几乎所有制造产业。然而虚拟技术的应用还不仅仅如此，由于其自身的工具性，使其可以很方便地与不同的需求相结合，在有些领域只需要其部分的功能，因此技术的移植非常的便利。与教学需求的结合是大势所趋，随着技术的逐渐成熟，拓展推广的难度也在下降，并且伴随着更新的研究成果，具体的应用也将更加成熟化。
1.1满足高校的需求
1.1.1理工科教学的特点
随着教育的发展，许多的学校给予了工科学生的培养机会，高校在招人的同时学生也在选择高校，而学生无非就注重这几个方面，其中包含教育设施，教育环境，教育水平等。知识的最终目的在于使用，提升学生的能力去进行工程设计应用，或者发掘出更先进的知识，无论出于哪种目的，都脱离不了知识的使用。
工科是在理科的基础上建立的，涉及面广泛，包涵土木，通信，机电，医疗，生物甚至核能。相对于文理对知识的直接应用，工科学生对知识的使用更加深入，这也决定了在学校学习过程中对知识的消化与理解要求更高。因此对于工科学生来说，体验教学非常重要，除了日常的授课以外，还应该通过感性活动，即实践，来加深对其领域的理解，而在这过程中，重现了所学知识，并使学生能沉浸于其中体验，思考与提高。这在国外的教学环境中可以清晰的表现，发达国家的高校教育者无不是经验丰富的工程师，在教学的同时也在身兼数职，进行工程研发。德国的工程师培养就特别重视企业参与，学院会与企业建立联系，让学生进入工作实习，以达到学以致用。
由于理工科生培养相对于文科的特殊性质，需要进行大量的工艺实践以强化学生的学习教育，诸如电子学科需要进行电工电子实习，机械工程学科的金属工艺实习，材料学科的材料测试实习等。
1.1.2虚拟技术的特点
虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,借助它人们可以把自己完全置身于由计算机创造的虚拟世界中。Internet上的虚拟现实是在网络技术不断发展的基础上融合多种技术的结果,是当今媒体技术应用的热点之一,其最大的特点就是具有真实感和临场感。通过互联网络,我们可以走进一个虚拟的世界(用鼠标控制浏览的方向),操纵虚拟世界里场景中的对象,我们所见到的图形渲染是实时的,因此,可以在虚拟场景中做到实时的人机交互。虚拟现实技术开辟了人类交流的新领域。在一些发达国家,虚拟现实技术已在各行各业得到了广泛的应用,并产生了巨大的社会效益和经济效益[2]。
虚拟现实技术有交互性，真实性，沉浸性等特点。
交互性，即使用者与机器之间的交流与反馈。交互性是虚拟现实的标准之一，拥有优秀的交互性能可以简化用户的对虚拟现实的操作，提高虚拟现实的水平。人类对器械的操作是有直觉性的，因此好的交互设计应迎合人类的基本直觉，通过特殊的设备如头盔手套等，通过扫描设备确定人体的运动，或者通过特定的专门配件，如特定的操纵杆，完成与机器的交互操作。
真实性，即用户获得的感受。这也是虚拟技术的基础，虚拟现实的基本要求就是模拟现实世界的客观对象，只有近乎逼真的模拟程度，才能使用户获得虚拟现实的最终目的——身临其境。研究者也在不断寻求更为逼真的模拟技术，以达到与真实无异的效果。
沉浸性，通过完善的交互性能与逼真的真实性给用户带来的最终效果，用户沉浸于虚拟环境中，环境随着操作产生实时的变化，并伴随着多感官的反馈。
国外的虚拟现实研究起步早，技术领先并实用性强。上世纪50年代虚拟技术就已用于航空器材的检测，随着技术的发展与器材的轻量化，虚拟技术的使用也逐渐多元化，涉及领域也在不断扩充，包括军用战场虚拟，产品研发生产，实验室等。主要的研究机构有MIT林肯实验室、工业集团公司、英国航空公司、德国计算机图形研究所、海牙物理电子实验室等。
目 录
第一章 绪论 1
1.1满足高校的需求 1
1.1.1理工科教学的特点 1
1.1.2虚拟技术的特点 1
1.1.3虚拟技术与教学相结合的意义 2
1.2目前国内外研究现状 3
1.2.1国内研究现状 3
1.2.2国外研究现状 3
1.3课题研究的内容与目的 4
第二章 汽车循环球式转向器的作用和组成 5
2.1转向器的作用 5
2.2循环球式转向器的组成 5
第三章 建模工具的选择 6
3.1建模工具 6
3.2UG介绍 6
第四章 建模过程 7
4.1循环球式转向器零件建模 7
4.1.1输出轴的建模 7
4.1.2螺杆的建模 8
4.1.3壳体的建模 9
第五章 动态拼装的制作 12
5.1循环球式转向器的动态拆装 12
5.1.1壳体设置 12
5.1.2端盖运动轨迹设置 12
5.1.3螺杆螺母运动轨迹设置 13
5.2动画制作 13
结束语 14
致 谢 15
参考文献 16
第一章 绪论
虚拟模拟技术的使用已经有几十年的历史了，仿真技术在工程技术领域有了很大的进步，从最初的产品检测试验功能的基础上，在生产的系列活动中延伸扩展，被广泛应用于产品设计，力学分析，动态仿真，预检测 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
等步骤中。涉及产业也已经由重工业推广到几乎所有制造产业。然而虚拟技术的应用还不仅仅如此，由于其自身的工具性，使其可以很方便地与不同的需求相结合，在有些领域只需要其部分的功能，因此技术的移植非常的便利。与教学需求的结合是大势所趋，随着技术的逐渐成熟，拓展推广的难度也在下降，并且伴随着更新的研究成果，具体的应用也将更加成熟化。
1.1满足高校的需求
1.1.1理工科教学的特点
随着教育的发展，许多的学校给予了工科学生的培养机会，高校在招人的同时学生也在选择高校，而学生无非就注重这几个方面，其中包含教育设施，教育环境，教育水平等。知识的最终目的在于使用，提升学生的能力去进行工程设计应用，或者发掘出更先进的知识，无论出于哪种目的，都脱离不了知识的使用。
工科是在理科的基础上建立的，涉及面广泛，包涵土木，通信，机电，医疗，生物甚至核能。相对于文理对知识的直接应用，工科学生对知识的使用更加深入，这也决定了在学校学习过程中对知识的消化与理解要求更高。因此对于工科学生来说，体验教学非常重要，除了日常的授课以外，还应该通过感性活动，即实践，来加深对其领域的理解，而在这过程中，重现了所学知识，并使学生能沉浸于其中体验，思考与提高。这在国外的教学环境中可以清晰的表现，发达国家的高校教育者无不是经验丰富的工程师，在教学的同时也在身兼数职，进行工程研发。德国的工程师培养就特别重视企业参与，学院会与企业建立联系，让学生进入工作实习，以达到学以致用。
由于理工科生培养相对于文科的特殊性质，需要进行大量的工艺实践以强化学生的学习教育，诸如电子学科需要进行电工电子实习，机械工程学科的金属工艺实习，材料学科的材料测试实习等。
1.1.2虚拟技术的特点
虚拟现实技术(VirtualReality,简称VR)是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,借助它人们可以把自己完全置身于由计算机创造的虚拟世界中。Internet上的虚拟现实是在网络技术不断发展的基础上融合多种技术的结果,是当今媒体技术应用的热点之一,其最大的特点就是具有真实感和临场感。通过互联网络,我们可以走进一个虚拟的世界(用鼠标控制浏览的方向),操纵虚拟世界里场景中的对象,我们所见到的图形渲染是实时的,因此,可以在虚拟场景中做到实时的人机交互。虚拟现实技术开辟了人类交流的新领域。在一些发达国家,虚拟现实技术已在各行各业得到了广泛的应用,并产生了巨大的社会效益和经济效益[2]。
虚拟现实技术有交互性，真实性，沉浸性等特点。
交互性，即使用者与机器之间的交流与反馈。交互性是虚拟现实的标准之一，拥有优秀的交互性能可以简化用户的对虚拟现实的操作，提高虚拟现实的水平。人类对器械的操作是有直觉性的，因此好的交互设计应迎合人类的基本直觉，通过特殊的设备如头盔手套等，通过扫描设备确定人体的运动，或者通过特定的专门配件，如特定的操纵杆，完成与机器的交互操作。
真实性，即用户获得的感受。这也是虚拟技术的基础，虚拟现实的基本要求就是模拟现实世界的客观对象，只有近乎逼真的模拟程度，才能使用户获得虚拟现实的最终目的——身临其境。研究者也在不断寻求更为逼真的模拟技术，以达到与真实无异的效果。
沉浸性，通过完善的交互性能与逼真的真实性给用户带来的最终效果，用户沉浸于虚拟环境中，环境随着操作产生实时的变化，并伴随着多感官的反馈。
国外的虚拟现实研究起步早，技术领先并实用性强。上世纪50年代虚拟技术就已用于航空器材的检测，随着技术的发展与器材的轻量化，虚拟技术的使用也逐渐多元化，涉及领域也在不断扩充，包括军用战场虚拟，产品研发生产，实验室等。主要的研究机构有MIT林肯实验室、工业集团公司、英国航空公司、德国计算机图形研究所、海牙物理电子实验室等。
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