1.设计的目的及意义

1.1国内外研究现状分析

目前，过盈虚拟装配规划技术的研究已经取得了一些进展但总的来说，将虚拟现实技术应用于产品装配规划的时间还不长，各种理论和方法还不成熟，导致虚拟装配规划系统的工程实际应用程度不高，其原因主要集中在以下几个方面：

1.1.1虚拟装配局限性

目前对虚拟装配规划的研究还局限于虚拟装配规划本身，如虚拟装配建模、装配顺序规划、装配路径规划等，没有考虑虚拟装配规划系统与其它系统的集成，而虚拟装配规划系统作为设计的一部分，应该考虑与虚拟产品开发的其它部分的集成。

1.1.2虚拟装配沉浸形式

目前的虚拟装配规划系统中，大多采用完全沉浸式的虚拟环境。在虚拟装配规划系统中，完全沉浸式的虚拟装配规划系统不一定很理想。因为在虚拟装配规划的过程中有很多文字信息（或数据）需要输入和显示。在完全沉浸式的虚拟环境中，处理大量的ASCII码信息比较困难。但另一方面，沉浸式虚拟环境在观察、体验、分析和评价装配工艺设计方面还是具有明显的优势。因此，如何将沉浸式和非沉浸式的装配环境相结合，在目前的技术条件下对提高虚拟装配规划系统的实用性显得非常重要。

1.1.3虚拟装配的数据转换

现行的虚拟装配规划系统大都采用多边形面片模型进行产品的信息表达，而采用多边形面片模型丢失了三维模型中大量的工程语义信息，使得虚拟装配系统难以捕捉和维护产品的设计意图与产品设计约束等工程信息，同时也为表达和确定零件间的装配关系带来了困难。

1.2虚拟过盈装配系统问题

1.2.1在虚拟过盈装配

过程中的碰撞检测算法除了要具有实时性以外，还需考虑多边形模型表达对碰撞检测的影响。例如，圆柱孔中插入等半径的圆柱轴时，会检测到轴孔之间发生碰撞干涉（由于多边形表达中圆柱面已近似地表达为棱柱面），这就导致等半径的轴孔在虚拟装配环境中无法进行装配。因此，基于虚拟装配的实时碰撞检测给虚拟环境下的碰撞干涉检测算法带来了新的问题。

1.2.2目前虚拟过盈装配系统缺乏内容

普遍缺乏对装配公差进行分析与综合的手段，对于某些关键配合环节（如孔轴过盈配合），没有优化配合的手段，导致实际产品的装配精度不高。

1.2.3现有的虚拟过盈装配系统应用场合

大多只考虑刚体零部件直接进行装配，很少考虑过盈装配工艺规划。大过盈类零件的装配在航空、航天、汽车、计算机、家用电器等产品中占有很大的比重。实际上，过盈装配过程的不规范及可靠性问题是影响一个产品装配质量的一个重要原因，甚至成为影响工程系统成败的关键。

2.1 基本内容
K90双级减速器虚拟装配演示、工艺仿真及装配过程中装配力的分析计算
2.2 目标
建立K90双级减速器的Solidworks三维模型并进行优化；通过分析计算得出
过盈装配时装配力的实际情况；利用Unity3D交互式引擎，进行装配仿真系统的搭建，完成K90双级减速器的虚拟装配及工艺仿真。
2.3 环境
Unity 3D、SolidWorks、HTC vive
2.4 拟采用的技术方案
2.4.1建模
查阅减速器相关的文献根据减速器的的相应设计图，利用SolidWorks完成对K90双级减速器的模型建立。
2.4.2装配力分析
查阅过盈装配的相关文献，学会建立力学模型，利用拉美应力公式完成对过盈装配时孔轴间装配力的分析计算，根据虚拟装配时的已知条件得出轴向力与转矩的值。
2.4.3虚拟装配
将模型导入unity3d，利用Unity3D交互式引擎，进行装配仿真系统的搭建，完成K90双级减速器的虚拟装配及工艺仿真。将装配力分析的过程与仿真进行搭配组合，给出具体操作时装配力的数值并设定阈值，对模型施加约束，利用HTC vive完成实际的虚拟装配操作流程。
2.4.4得出结论
总结虚拟装配的过程，结合过盈装配装配力的分析计算以及实时变化状态并得出结论，整理论文。

3、进度安排

(1) 3月10日前：

利用校图书馆的资源库、中国知网、读秀学术搜索、ProQuest Science Journals、IEEE、SCI等途径收集相关文献资料；完成检索阅读报告，包括本课题相关文献资料检索15篇；完成不少于5000字的英文文献翻译；分析系统的总体设计要求；调研国内外同行业解决方案及关键技术；完成开题报告。

(2) 3月20日前：

对参考文献深入阅读，继续修改参考文献并将最终版开题报告进行上传。

(3) 3月29日前：

完成系统的原理方案设计及其时序优化。进行调研，了解当前成熟方案，分析其基本原理，并提出新方案，比较后确定最优方案。根据所确定方案的运行动作时序绘制时序图。

(4) 4月20日前：

完成系统整体结构设计，得到详细设计方案,最后撰写设计计算说明书；

(5) 5月1日前：

利用SolidWorks完成系统零件三维建模，通过unity3D进行实验性仿真，通过HTC vive集成系统实验性模拟过盈装配并将关键零部件和装配。

（6）5月20日前：

运用unity3D进行和HTC vive集成系统仿真并作出展示过盈装配的设计结果。

(7) 6月1日前：

修改、完善毕业设计论文，包括检查格式、内容等，并准备答辩。

(8) 6月8日前：

制作答辩PPT，完成毕业设计答辩。