由于变速箱具有承载能力强、寿命长、效率高等优点，因此被广泛用于起重运输、工程机械、汽车、船舶和航空航天等工业部门，但是它的零部件尺寸、外形各异，数量多，装配过程工艺十分复杂，因此给装配质量和装配效率的提升带来巨大的挑战。目前国内变速箱装配过程面临如下共性问题：大部分装配任务依靠手工作业，装配效率低；设计不合理和工作环境差导致工人劳动强度大，普遍反映疲劳及对工作的满意程度较低；工人的经验和技能水平等因素，导致装配质量问题突出，失误时常发生。因此如何在变速箱的设计阶段就考虑到它的装配问题及人因问题已成为研究的热点之一。近年来，虚拟装配技术受到了学术界和工业界的广泛关注，并对先进制造模式的实施产生了深远的影响。通过创建三维数字化产品模型和近乎真实的虚拟环境，虚拟装配技术实现了用虚拟产品部分甚至是全部取代传统的物理样机的伟大进步，能够在产品设计阶段就考虑到后续的装配问题及人因问题，方便装配过程的仿真分析，产品装配性能的预测，潜在缺陷的早期检查，以及装配信息的反馈。使用该技术不仅可以极大地缩短产品研发周期，降低生产成本，扩大市场中的影响力，还有利于并行工程的运行。本文在跟踪国内外变速箱的研究进展和虚拟装配技术发展的基础上，从理论、关键技术和实际运用三个方面对虚拟装配进行了有益的探究，主要内容为：（1）对现有虚拟装配技术进行归纳与分析，包括虚拟装配序列规划方法和虚拟装配路径规划方法。以变速箱为例，基于其结构组成，提出基于拆卸法、组件识别法和装配关联图法三者相结合的装配序列规划方法，并选用基于工程语义的虚拟装配路径规划算法。（2）在DELMIA环境中对变速箱的虚拟装配过程进行仿真研究。利用DELMIA的DPM模块定义每个欲模拟的零部件的装配路径，实现变速箱虚拟装配三维动态仿真，并同步实施干涉检查。（3）利用DELMIA的Ergonomics模块检验变速箱装配过程的合理性，并对虚拟人的作业过程进行多种人体工效分析和优化。（4）在交互设备中进行变速箱的虚拟装配展示。