淺談汽車底盤設計參數(shù)化技術應用和研究

李小微 陳彥亮

摘 要：參數(shù)化技術在汽車底盤設計中的有效運用，不僅能夠簡化設計過程，同也可隨時改進設計，從而提升設計質量對整車性能有著重要的作用。本文主要從汽車底盤設計參數(shù)化技術、軟件及應用等方面進行總結和闡述。

關鍵詞：底盤設計;參數(shù)化;裝配

0 概述

傳統(tǒng)汽車底盤設計通常是參考固定模型及尺寸進行設計，其設計工作不僅十分繁瑣，還存在難以修改的缺點。參數(shù)化技術是在零部件設計、總布置調整等方面簡化設計過程，提升設計工作的效率，隨著科技的不斷發(fā)展，參數(shù)化技術在現(xiàn)代汽車設計領域中已成為最實用、有效的方法之一。

1 參數(shù)化技術

在傳統(tǒng)的汽車底盤設計中，設計師通常只能按照固定參數(shù)進行設計，想要修改零部件模型的結構、形狀是十分困難的，即使是微小的修改，都需要重新編繪設計圖。參數(shù)化技術的主要任務為使用滿足設計要求的參數(shù)替代原始圖形，這些參數(shù)與產品本身存在一定的聯(lián)系。運用參數(shù)化技術實施程序設計的流程為：建立原始圖形→選定繪圖參數(shù)→借助專業(yè)理論得出原始圖形的具體參數(shù)及其與結構參數(shù)的聯(lián)系→形成圖紙和文檔。運用參數(shù)化技術可使設計人員將更多的精力和時間放在創(chuàng)造性設計上，使其充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造力和想象力，從而提升設計品質和創(chuàng)新力。

2 應用參數(shù)化技術的軟件基礎

（1）AutoCAD軟件不僅具有完善的圖形繪制功能，還支持各種格式圖形格式轉換功能;此外其圖形編輯功能也尤為強大，并能給支持多種硬件設備及操作平臺，從而具有通用性與易用性。尤其從AutoCAD2000開始，其功能就變得更加強大，其極強的繪圖能力和較強的開發(fā)性，在許多領域得到了廣泛應用。

（2）UG軟件具備計算機輔助設計及計算機輔助制造功能的系統(tǒng)。使用UG能夠為產品設計及加工過程中提供數(shù)字化造型，并根據(jù)產品設計參數(shù)及工藝要求，從而結合實踐經驗提供科學的解決方案。目前UG軟件系統(tǒng)廣泛應用于汽車及其零部件設計制造中，并已經逐漸演變成為高端的集成化軟件，汽車底盤設計也不例外。

3 在汽車底盤設計中的應用

3.1 建立坐標系

在運用參數(shù)化技術進行汽車底盤設計時，通常需要通過建立基準坐標系來確定總成部件的裝配位置和尺寸，且需要一個可提供定位功能的基準坐標系，即總成坐標系。建立坐標系的意義在于將各個零部件坐標化，從而建立起以坐標為基礎的參數(shù)，當需要調整零部件設計方案時，則可以通過改變坐標參數(shù)完成。如果在三維環(huán)境中開展設計，則上述坐標系屬于同種類型，大多數(shù)設計者通常使用右手直角坐標系，從而為定位等操作提供便利。

3.2 建立零部件參數(shù)化模型

汽車底盤設計的首要工作為明確各個總成的結構和位置，并在考慮零部件尺寸的基礎上，修改零部件與總成所處的位置關系和結構狀態(tài)。為建立起一個完整的、可創(chuàng)造設計的總成結構形態(tài)，首先就應該忽略一部分細節(jié)參數(shù)，建立起總成結構參數(shù)模型，即將各個零部件的形體參數(shù)和位置參數(shù)結構起來，從而簡化及量化零部件的設計模型，以達到參數(shù)化設計目標。

3.3 底盤裝配參數(shù)化設計

（1）參數(shù)化底盤裝配的關系結構。眾所周知，底盤是由各種各樣、不規(guī)則零部件組成的復雜結構。因此我們在底盤參數(shù)化設計過程中，除了對各個零部件及總成建立參數(shù)模型之外，同時還應該建構參數(shù)化底盤裝配的關系結構。在建構底盤裝配參數(shù)化模型之前，首先應該明晰各個零部件的具體情況，并將各個裝配元器件與零部件及總成形成邏輯鮮明的樹狀關系，這種樹狀關系的實際節(jié)點為裝配文件。然后再將各個節(jié)點以參數(shù)聯(lián)系起來，進而建構起一個完善的參數(shù)化裝配模型。

（2）總成與零部件的參數(shù)裝配。在底盤裝配過程設計中，經常用的裝配方法主要有坐標點裝配和約束裝配，雖然坐標點裝配相對操作簡單，但約束裝配在面對復雜的裝配關系時具有優(yōu)勢。

（3）建立裝配尺寸鏈。在底盤裝配過程設計中，由于總成部件之間存在一定的相對位置關系，其中一個部件的參數(shù)發(fā)生變化，則可能對其他坐標系中的位置參數(shù)造成影響，所以就應該建立起零部件參數(shù)模型及裝配參數(shù)模型，其意義在于明確各個零部件之間的位置關系。要想實現(xiàn)這一目標，我們就需要根據(jù)設計要求，建構起一套對應的裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈的建構則是為了充分表達各個零部件的動態(tài)化位置關系，從而實現(xiàn)“牽一發(fā)，動全身”的動態(tài)化參數(shù)設計要求。通常情況下，汽車底盤尺寸鏈的設定應綜合側視及俯視兩個方面參數(shù)。側視面對應的尺寸鏈主要包含了各個零部件上、下、前后位置參數(shù)即位置關系參數(shù)的設定，而俯視面對應的尺寸鏈則主要包含左、右前后位置參數(shù)即位置關系參數(shù)的設定。在實際設計中，為了有效促進汽車底盤零部件位置參數(shù)進行自動化調整，我們則還需設定轉動軸長度、角度變化參數(shù)，以此抵消位置參數(shù)變化量。

3.4 干涉檢查和運動校核

汽車底盤設計過程中運動校核至關重要，其關系著整個設計的整體質量，需重點關注發(fā)動機與前車橋間的運動間隙校核、前輪轉向運動間隙校核。

（1）發(fā)動機與前車橋間的運動間隙校核對于前置后驅設計方案而言，發(fā)動機需布置于前車橋的上端。汽車在正常行駛過程中，前車橋上發(fā)生的跳動現(xiàn)象會對發(fā)動機底油殼造成一定運動干涉。因此，在布置發(fā)動機的過程中，要在前車橋與油底殼之間留有足夠的間隙。如果二者的相對位置不匹配，則可采取調整車架和前車橋的實際位置參數(shù)的方法修正。

（2）前輪轉向運動間隙校核對于汽車底盤的設計而言是一項基礎性工作，其目的在于檢查轉向輪、縱拉桿等，從而判斷其是否合理。如果轉向輪與車架存在一定的運動干涉，則可采取縮小車架的實際寬度或加大前輪輪距等方式調整。

4 結束語

隨著科學技術的發(fā)展，合理運用汽車底盤設計參數(shù)化技術，可以大幅提升底盤設計質量和效率，需要不斷深入的研究和探討。

參考文獻：

[1]王勝，李潤娟.參數(shù)化設計在汽車底盤總布置中的運用[J].裝備制造技術，2014.

[2]南希.淺議汽車底盤的參數(shù)化設計[J].現(xiàn)代工業(yè)經濟和信息化，2015.