淺議汽車底盤的參數(shù)化設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)在汽車底盤設(shè)計(jì)中應(yīng)用越來越多，文章分析汽車底盤中參數(shù)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用后，探討參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，同時(shí)從理論的層面上初步解析汽車底盤的參數(shù)化設(shè)計(jì)，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討。
0 引言

在汽車設(shè)計(jì)中，底盤設(shè)計(jì)非常重要，必須要引起相關(guān)設(shè)計(jì)人員的高度重視，傳統(tǒng)的底盤設(shè)計(jì)方法非常繁瑣，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間、精力，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，而參數(shù)化設(shè)計(jì)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，尤其是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計(jì)與汽車底盤設(shè)計(jì)的結(jié)合越來越成熟。

1 參數(shù)化設(shè)計(jì)基本情況介紹

參數(shù)化設(shè)計(jì)其實(shí)就是一個(gè)智能化和集成化結(jié)合的設(shè)計(jì)過程，需要軟件的支撐，下面簡要的介紹CAD和NX。

CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，繪圖功能非常強(qiáng)大，且可以進(jìn)行二次開發(fā)，目前，CAD在各個(gè)行業(yè)的圖紙繪制中應(yīng)用非常廣泛；NX是一種應(yīng)用非常廣泛的三維軟件，NX的開發(fā)者與通用汽車公司關(guān)系非常緊密，所以NX在汽車相關(guān)部件的設(shè)計(jì)中應(yīng)用的越來越成熟、越來越廣泛。傳統(tǒng)的汽車底盤設(shè)計(jì)，零部件的結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變化，修改起來非常麻煩，需要重新繪圖，浪費(fèi)時(shí)間，但是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，可以很容易的修改圖紙，并且能夠繼承以往的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員就有了更多的時(shí)間和精力來發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品。

2 參數(shù)化設(shè)計(jì)在汽車底盤上總布置和總裝配的應(yīng)用

汽車底盤的總布置的參數(shù)化設(shè)計(jì)就是使用尺寸參數(shù)來控制底盤的各總成位置，由此可以生成不同的技術(shù)方案。在設(shè)計(jì)過程中，一旦某一部分發(fā)生變化，那么就會在短時(shí)間內(nèi)生成新的總布置圖，其設(shè)計(jì)的過程如圖1所示。


圖1 汽車底盤總布置參數(shù)化設(shè)計(jì)流程

在進(jìn)行汽車底盤總布置參數(shù)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要建立一個(gè)總的坐標(biāo)系，總坐標(biāo)系用來確定總成部件的裝配位置尺寸，總成部件本身也應(yīng)該具有坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系用來確定自身的定位基準(zhǔn)。在這種情況下，如果某一總成部件的位置關(guān)系發(fā)生變化，那么只需要修改坐標(biāo)系的參數(shù)即可，在三維的環(huán)境下進(jìn)行相對位置的確定，這兩個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)該是同一類型的，可以使用右手準(zhǔn)則來確定。底盤總布置參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)總成結(jié)構(gòu)形式和位置關(guān)系的確定，能夠很方便的進(jìn)行空間位置和基本結(jié)構(gòu)的動態(tài)修改，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，應(yīng)該抽取出各個(gè)零部件的總體參數(shù)，一般將這些參數(shù)分為形體參數(shù)和位置參數(shù)，兩者分別確定了總成部件的大小、形狀和布置方向。底盤是由許多零部件裝配起來的，所有組成底盤的零部件根據(jù)相對的裝配關(guān)系能夠組成一個(gè)樹形的裝配關(guān)系圖，稱為裝配樹，在建立底盤的裝配關(guān)系之前，必須要對底盤的裝配關(guān)系樹有一個(gè)深入了解。

當(dāng)前，進(jìn)行底盤的總體裝配采用最多的兩種方法是：坐標(biāo)點(diǎn)裝配和通過約束裝配。對于常規(guī)的底盤裝配，坐標(biāo)點(diǎn)裝配方法應(yīng)用的多，因?yàn)檫@種裝配方法易于理解、操作簡單，能夠提升裝配的效率；但是當(dāng)?shù)妆P比較復(fù)雜的時(shí)候，常采用約束裝配的方法，該方法在裝配復(fù)雜裝配體上有著非常明顯的優(yōu)勢。在進(jìn)行汽車底盤裝配的時(shí)候，各總成部分的尺寸都有一定的相互關(guān)系，如果其中的一部分發(fā)生變化，就會影響到整體的裝配關(guān)系，從而影響著整個(gè)底盤各部分的布置，假設(shè)其中的一部分裝配關(guān)系發(fā)生變化，其余的部分也能對應(yīng)的發(fā)生變化，那么就要建立裝配尺寸鏈，這些裝配尺寸鏈可以實(shí)現(xiàn)各裝配關(guān)系修改的自動化變化，并且不會產(chǎn)生裝配干涉。

在進(jìn)行汽車底盤的總布置設(shè)計(jì)時(shí)，對裝配進(jìn)行干涉檢查和運(yùn)動校核是非常重要的一項(xiàng)工作。對于前置后驅(qū)的布置方案來說，發(fā)動機(jī)的位置一般位于前車橋的上方，汽車在行駛的過程中，難免會發(fā)生晃動，從而引起前車橋的上下跳動，這就有可能引起前車橋和發(fā)動機(jī)油底殼發(fā)生運(yùn)動接觸干涉，為了最大限度避免這種情況的發(fā)生，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該使前車橋和油底殼之間留有足夠的間隙，如出現(xiàn)相對位置布置不合理的情況，應(yīng)該修改相應(yīng)的位置參數(shù)來進(jìn)行調(diào)整，保證汽車的正常運(yùn)行；前輪轉(zhuǎn)向的運(yùn)動校核是汽車底盤總布置設(shè)計(jì)必須要進(jìn)行的一項(xiàng)工作，主要是驗(yàn)證轉(zhuǎn)向輪與縱拉桿、車架間之間的是否存在合理的運(yùn)動間隙，發(fā)現(xiàn)不合理的情況，就要及時(shí)采用技術(shù)手段進(jìn)行處理。

3 汽車底盤參數(shù)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的建立

在進(jìn)行汽車底盤參數(shù)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，有一個(gè)好的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫非常重要，它能夠在很大程度上對汽車底盤的設(shè)計(jì)質(zhì)量造成影響。在進(jìn)行汽車底盤設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員必須要嚴(yán)格的遵守相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，這是設(shè)計(jì)最基本的要求，假設(shè)所有的規(guī)定、規(guī)范都需要設(shè)計(jì)人員自己手工查詢，那樣就會耗費(fèi)大量的時(shí)間，且查詢的沒有那么詳細(xì)，難免有遺漏，給設(shè)計(jì)工作增加了很多不必要的麻煩，如果將相關(guān)的國家規(guī)定、行業(yè)規(guī)范集中到一個(gè)數(shù)據(jù)庫里面，那么設(shè)計(jì)人員就能夠快速的查詢出自己所需要的東西，將極大地提高設(shè)計(jì)效率。建立一個(gè)有效的底盤零部件參數(shù)化的模型庫，對于提高整體的設(shè)計(jì)效率具有重要的意義。

建立該數(shù)據(jù)庫首先要?jiǎng)?chuàng)立原始圖形，該原始圖形是采用參數(shù)化的方法創(chuàng)建的，原始圖形的建立有兩種方法，分別是啞圖法和活圖法。啞圖法就是將提前繪制好的圖加載進(jìn)圖庫提供調(diào)用，這種方式簡單、快速，不需要編制繪圖程序，但是有一個(gè)缺點(diǎn)，不能生成子變形圖，采用活圖法的方式就是利用圖形的參數(shù)作為驅(qū)動，直接去將圖形繪制出來，它可以生成子變形圖，這種圖形庫是開放的體系，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)自己的需要添加新的模型，極大提高設(shè)計(jì)效率。

4 結(jié)語

參數(shù)化設(shè)計(jì)和汽車底盤設(shè)計(jì)之間進(jìn)行有效結(jié)合，能夠極大地提高設(shè)計(jì)人員的工作效率，縮短汽車底盤的設(shè)計(jì)周期，非常有推廣意義，同時(shí)，這種新技術(shù)也是比較復(fù)雜的，但是極具前景，也是未來自動化設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向，希望本文能夠?qū)ο嚓P(guān)的設(shè)計(jì)人員產(chǎn)生一定的指導(dǎo)意義。