，由活塞杆推动拨叉使双联齿轮块滑移，实现了级变速。虚拟过程利用建立静态模型，再用输出成文件，运用所学习的编程知识对床头箱内齿轮和轴的静态模型进行运动仿真和人机交互。同时，本文对床头箱各零件的选型和校核做了详细的阐述，并且对语言的常用节点也有相关的介绍。关键词虚拟现实技术床头箱引言课题背景数控车床虚拟现实技术课题目的床头箱的设计过程及结果验算传动方案的拟定已知参数传动比的分配传动零件的设计计算传动装置的运动及动力参数计算带轮的设计计算齿轮的设计计算轴的设计计算床头箱静态建模各零件的静态建模输入轴的模型建立中间轴的模型建立车床主轴的模型建立零件空间相对位置的确定语言简介的几个典型应用文件的构成什么是节点文件头几个常用节点介绍利用语言进行动态仿真编程实现各轴的旋转床头箱实现级变速运动虚拟交互引言虚拟现实技术是利用计算机生成个逼真的三维虚拟环境，并通过使用传感设备与之相互作用的新技术。它与传统的模拟技术完全不同，是将模拟环境视景系统和仿真系统合三为，并利用头盔显示器图形眼镜数据服立体声耳机数据手套及脚踏板等传感装置，把操作者与计算机生成的三维虚拟环境连结在起。操作者通过传感器装置与虚拟环境交互作用，可获得视觉听觉触觉等多种感知，并按照自己的意愿去改变不如意的虚拟环境。例如，计算机虚拟的环境是座楼房，内有各种设备物品，操作者会如同身临其境样，可以通过各种传感装置在屋内行走查看开门关门搬动物品对房屋设计上的不满意之处，还可随意改动。显然，利用这种虚拟现实技术进行建筑机械兵器等设计修改，实施技术操作训练和军事演习活动要容易得多，也便宜得多。虚拟现实世界，最重要的特点就是逼真感与交互性。参与者置身于虚拟世界中，环境人像都犹如在真实环境中，其中的各种物体及现象都在相互作用着。环境中的物体和特性，按照自然规律发展和变化，而人在其中有视觉听觉触觉运动觉味觉和嗅觉等感觉。虚拟现实技术可以创造形形色色的神话般的人造现实环境，其形象逼真，令人有身临其境的感觉，并且与虚拟的环境可进行交互作用，达到以假乱真的程度。课题背景数控车床数控车床是机电体化的典型产品，是新代生产技术如柔性制造系统计算机集成制造系统等的技术基础，另外也是机电液气光高度体化的产品。要实现对机床的控制，需要用集合信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的些工艺参数。例如进给速度主轴转速主轴正反转换刀冷却液的开关等。这些信息按定的格式形成加工文件存放在信息载体上，然后由机床的数控系统读入，同多对其译码，从而使机床动作和加工零件。虚拟现实技术科学技术高速发达的今天，人类面临着越来越多前所未有又不许解决和突破的问题，例如，载人航天核实验新武器研制自然灾害预报医疗手术的模拟与训练以及多兵种军事联合训练与演习等。其中有些问题，要投入巨大的人物力财力，消耗过长的时间有些甚至要冒着人员伤亡的风险有些采用传统的方法干脆完全不可为。虚拟现实技术的产生和发展，为解决和处理这些问题提供了新的方法和途径。军事上，虚拟现实将在武器系统性能评价武器操纵训练及指挥大规模军事演习三方面发挥重大作用。如美国国防部制定了战争综合演示厅计划防务仿真交互网络计划综合战役桥计划，建立了虚拟座舱等应用环境，并在核武器试验及许多局部战争中应用了虚拟现实技术。在教育与娱乐领域，虚拟现实技术可以使学生游览海底遨游太空观摩历史城堡，甚至深入原子内部观察电子的运动轨迹，而更形象地获取知识，激发学习兴趣和创造型思维。虚拟现实技术的沉浸感在娱乐业有着极其广泛的应用，它可将三维逼真视景游戏杆油门刹车等集成应用，给用户很强的感官刺激。在作业和技术培训中，对于那些高难度和危险环境下的科目，如医疗手术训练宇航员飞行员驾驶员训练以及有毒或有害环境操作等，采用虚拟现实技术达到训练研究的目的。美国的和欧洲空间局曾成功地将技术应用于航天运载器的空间活动空间站的操作和对哈勃太空望远镜维修方面的地面训练。在科学计算上，应用虚拟现实技术实现数据的可视化。如各种结构模型大坝应力计算的结果地震石油勘探数据处理等，均十分需要三维甚至多维图形可视化的显示和交互浏览，虚拟现实技术为科学研究探索微观形态等提供了形象直观的工具。近年来，虚拟现实技术又有了很大的发展，研制出了各种新的交互设备，譬如双手输入技术，三维力反馈设备等出现了所谓增强现实技术，它是将真实环境和虚拟现实的景象结合起来的种技术，既可减少生成复杂环境的开销，又便于对实际物体的操作开展了分布式虚拟现实环境的构建，在因特网在高速环境下，充分利用各地资源的优势，协同开发虚拟现实的应用，如美国大型军用交互仿真系统等。虚拟现实作为技术发展的驱动力之，正在成为人们的研究热点。虚拟现实技术经过多年的研究探索，于世纪年代末走出实验室，开始进入实用化阶段。目前已在娱乐医疗工程和建筑教育和培训军事模拟科学和金融可视化等方面获得了应用，并取得了显著的综合效益。在世纪，人类将进入虚拟现实的崭新技术时代。课题目的本设计的目的分为两方面，是通过对数控车床床头箱的设计，进步巩固机械设计的基础理论和相关专业知识，锻炼工作能力和创新精神，研究方案的制定论证分析比较的能力，以及设计手工绘图能力二是了解虚拟现实技术，基本掌握语言，并能编写简单的程序，实现对床头箱的仿真。床头箱的设计过程及结果验算传动方案的拟定这次床头箱设计参考的是数控车床，数控车床主传动系统采用分离传动，变速箱实现级变速，床头箱实现级变速。数控机床的主轴变速不通过机械机构，仅利用数控系统就能很方便地实现无级调速。但是，为了使机床主轴同时满足既具大扭矩，又能实现高转速的要求，数控机床的主传动必须采用机械变速机构，机械变速机构使机床主轴能实现分段无级调速。在机械变速机构的低速档时，机床能实现大扭矩切削在机械变速机构的高速档时，机床能实现高速切削。床头箱中的变速机构是利用箱顶的油缸通过带齿条的活塞杆，推动齿轮和拨叉，操纵双联齿轮块的滑移，实现变速。床头箱的皮带轮内侧装有电磁制动器，实现快速高效的制动。已知参数主轴转速采用级变速，转分，主电机功率为千瓦，转速为转分，车床传动系统图。传动比的分配根据已知的传动系统图，可以知道床头箱实现的是级变速，因为变速箱的各级传动已知，可得床头箱的低速和高速传动比分别为和。根据普通车床的转速图技术参数所遵循的原则，输入轴和中间轴的传动比为。则可计算得低速，高速传动零件的设计计算传动装置的运动及动力参数计算输入轴最低转速为转分图变速箱示意图各轴的转速计算各轴的输入功率计算各轴的输入转矩带轮的设计计算确定计算功率每天工作小时，工况系数，故选取普通带型号初步选用型带选取带轮基准直径由表，取，并取由表中的标准值得验算带速因故合适确定带轮的中心距和带的基准长度即初选中心距计算带长选取基准带长度验算小带轮包角确定带的根数查表得得取确定初拉力确定压轴力查手册得带轮使用轮厚齿轮的设计计算输入轴与中间轴间的齿轮设计计算传动比中振工作年每天小时输入功率转速转距选择齿轮的材料，热处理方式及计算许用应力中速中振，选用软齿面且小齿轮的硬度比大齿轮大小齿轮钢调质处理硬度大齿轮钢正火处理硬度确定许用应力计算许用应力取由于软齿面闭式传动，其主要失效是齿面点蚀，应按齿面接触疲劳强度进行校核初步确定基本参数和主要尺寸初步估计速度初选取取标准值则中心距圆整取所以验算带速计算齿宽大齿轮小齿轮验算轮齿弯曲疲劳强度查标准表和图中间轴与主轴间的齿轮设计计算传动比中振工作年每天小时输入功率转速转距选择齿轮的材料，热处理方式及计算许用应力中速中振，选用软齿面且小齿轮的硬度比大齿轮大小齿轮钢调质处理硬度大齿轮钢正火处理硬度确定许用应力计算许用应力取由于软齿面闭式传动，其主要失效是齿面点蚀，应按齿面接触疲劳强度进行校核初步确定基本参数和主要尺寸初选取取标准值则中心距圆整取所以验算带速计算齿宽大齿轮小齿轮验算轮齿弯曲疲劳强度查标准表和图轴的设计计算输入轴的直径输入轴有键槽接大带轮取标准值不承受轴向力，故可以选用两对深沟球轴承主要参数中间轴的直径故取标准值轴端安装轴承，因为此轴上的径向力比较的故选用两对圆锥滚子轴承主要参数主轴的直径主轴共采用三个支撑，均采用级滚动轴承，中间支撑为双列向心球面球轴承。两个双列内锥孔圆柱滚子轴，外径分别为和两个推力轴承，承受轴向力，外径分别为和双列向心球面球轴承床头箱静态建模各零件的静态建模本次设计可以采用的