淺議汽車底盤的參數(shù)化設計

參數(shù)化設計在汽車底盤設計中應用越來越多，文章分析汽車底盤中參數(shù)化設計的應用后，探討參數(shù)化設計的基本內容，同時從理論的層面上初步解析汽車底盤的參數(shù)化設計，對各個環(huán)節(jié)進行了探討。
0 引言

在汽車設計中，底盤設計非常重要，必須要引起相關設計人員的高度重視，傳統(tǒng)的底盤設計方法非常繁瑣，需要耗費大量的時間、精力，已經不能適應當代設計技術的發(fā)展，而參數(shù)化設計的出現(xiàn)彌補了這個缺陷，尤其是隨著計算機技術的快速發(fā)展，參數(shù)化設計與汽車底盤設計的結合越來越成熟。

1 參數(shù)化設計基本情況介紹

參數(shù)化設計其實就是一個智能化和集成化結合的設計過程，需要軟件的支撐，下面簡要的介紹CAD和NX。

CAD是計算機輔助設計軟件，繪圖功能非常強大，且可以進行二次開發(fā)，目前，CAD在各個行業(yè)的圖紙繪制中應用非常廣泛；NX是一種應用非常廣泛的三維軟件，NX的開發(fā)者與通用汽車公司關系非常緊密，所以NX在汽車相關部件的設計中應用的越來越成熟、越來越廣泛。傳統(tǒng)的汽車底盤設計，零部件的結構一旦發(fā)生變化，修改起來非常麻煩，需要重新繪圖，浪費時間，但是采用參數(shù)化設計的方法，可以很容易的修改圖紙，并且能夠繼承以往的一些設計經驗，設計人員就有了更多的時間和精力來發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，設計出更好的產品。

2 參數(shù)化設計在汽車底盤上總布置和總裝配的應用

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


圖1 汽車底盤總布置參數(shù)化設計流程

在進行汽車底盤總布置參數(shù)化設計的時候，必須要建立一個總的坐標系，總坐標系用來確定總成部件的裝配位置尺寸，總成部件本身也應該具有坐標系，該坐標系用來確定自身的定位基準。在這種情況下，如果某一總成部件的位置關系發(fā)生變化，那么只需要修改坐標系的參數(shù)即可，在三維的環(huán)境下進行相對位置的確定，這兩個坐標系應該是同一類型的，可以使用右手準則來確定。底盤總布置參數(shù)化設計的主要目標是實現(xiàn)總成結構形式和位置關系的確定，能夠很方便的進行空間位置和基本結構的動態(tài)修改，為了實現(xiàn)這個目標，應該抽取出各個零部件的總體參數(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相對的裝配關系能夠組成一個樹形的裝配關系圖，稱為裝配樹，在建立底盤的裝配關系之前，必須要對底盤的裝配關系樹有一個深入了解。

當前，進行底盤的總體裝配采用最多的兩種方法是：坐標點裝配和通過約束裝配。對于常規(guī)的底盤裝配，坐標點裝配方法應用的多，因為這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?shù)妆P比較復雜的時候，常采用約束裝配的方法，該方法在裝配復雜裝配體上有著非常明顯的優(yōu)勢。在進行汽車底盤裝配的時候，各總成部分的尺寸都有一定的相互關系，如果其中的一部分發(fā)生變化，就會影響到整體的裝配關系，從而影響著整個底盤各部分的布置，假設其中的一部分裝配關系發(fā)生變化，其余的部分也能對應的發(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現(xiàn)各裝配關系修改的自動化變化，并且不會產生裝配干涉。

在進行汽車底盤的總布置設計時，對裝配進行干涉檢查和運動校核是非常重要的一項工作。對于前置后驅的布置方案來說，發(fā)動機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)動機油底殼發(fā)生運動接觸干涉，為了最大限度避免這種情況的發(fā)生，在設計的時候，應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，應該修改相應的位置參數(shù)來進行調整，保證汽車的正常運行；前輪轉向的運動校核是汽車底盤總布置設計必須要進行的一項工作，主要是驗證轉向輪與縱拉桿、車架間之間的是否存在合理的運動間隙，發(fā)現(xiàn)不合理的情況，就要及時采用技術手段進行處理。

3 汽車底盤參數(shù)化設計數(shù)據庫的建立

在進行汽車底盤參數(shù)化設計的時候，有一個好的設計數(shù)據庫非常重要，它能夠在很大程度上對汽車底盤的設計質量造成影響。在進行汽車底盤設計的時候，設計人員必須要嚴格的遵守相關國家標準和行業(yè)規(guī)范，這是設計最基本的要求，假設所有的規(guī)定、規(guī)范都需要設計人員自己手工查詢，那樣就會耗費大量的時間，且查詢的沒有那么詳細，難免有遺漏，給設計工作增加了很多不必要的麻煩，如果將相關的國家規(guī)定、行業(yè)規(guī)范集中到一個數(shù)據庫里面，那么設計人員就能夠快速的查詢出自己所需要的東西，將極大地提高設計效率。建立一個有效的底盤零部件參數(shù)化的模型庫，對于提高整體的設計效率具有重要的意義。

建立該數(shù)據庫首先要創(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圖庫提供調用，這種方式簡單、快速，不需要編制繪圖程序，但是有一個缺點，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，設計人員可以根據自己的需要添加新的模型，極大提高設計效率。

4 結語

參數(shù)化設計和汽車底盤設計之間進行有效結合，能夠極大地提高設計人員的工作效率，縮短汽車底盤的設計周期，非常有推廣意義，同時，這種新技術也是比較復雜的，但是極具前景，也是未來自動化設計的一個發(fā)展方向，希望本文能夠對相關的設計人員產生一定的指導意義。