淺談汽車底盤設計參數化技術應用和研究

李小微 陳彥亮

摘 要：參數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;參數化;裝配

0 概述

傳統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，隨著科技的不斷發展，參數化技術在現代汽車設計領域中已成為最實用、有效的方法之一。

1 參數化技術

在傳統的汽車底盤設計中，設計師通常只能按照固定參數進行設計，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。參數化技術的主要任務為使用滿足設計要求的參數替代原始圖形，這些參數與產品本身存在一定的聯系。運用參數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→借助專業理論得出原始圖形的具體參數及其與結構參數的聯系→形成圖紙和文檔。運用參數化技術可使設計人員將更多的精力和時間放在創造性設計上，使其充分發揮自身的創造力和想象力，從而提升設計品質和創新力。

2 應用參數化技術的軟件基礎

（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。使用UG能夠為產品設計及加工過程中提供數字化造型，并根據產品設計參數及工藝要求，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，當需要調整零部件設計方案時，則可以通過改變坐標參數完成。如果在三維環境中開展設計，則上述坐標系屬于同種類型，大多數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。為建立起一個完整的、可創造設計的總成結構形態，首先就應該忽略一部分細節參數，建立起總成結構參數模型，即將各個零部件的形體參數和位置參數結構起來，從而簡化及量化零部件的設計模型，以達到參數化設計目標。

3.3 底盤裝配參數化設計

（1）參數化底盤裝配的關系結構。眾所周知，底盤是由各種各樣、不規則零部件組成的復雜結構。因此我們在底盤參數化設計過程中，除了對各個零部件及總成建立參數模型之外，同時還應該建構參數化底盤裝配的關系結構。在建構底盤裝配參數化模型之前，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點為裝配文件。然后再將各個節點以參數聯系起來，進而建構起一個完善的參數化裝配模型。

（2）總成與零部件的參數裝配。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發生變化，則可能對其他坐標系中的位置參數造成影響，所以就應該建立起零部件參數模型及裝配參數模型，其意義在于明確各個零部件之間的位置關系。要想實現這一目標，我們就需要根據設計要求，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化位置關系，從而實現“牽一發，動全身”的動態化參數設計要求。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。側視面對應的尺寸鏈主要包含了各個零部件上、下、前后位置參數即位置關系參數的設定，而俯視面對應的尺寸鏈則主要包含左、右前后位置參數即位置關系參數的設定。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，以此抵消位置參數變化量。

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，前車橋上發生的跳動現象會對發動機底油殼造成一定運動干涉。因此，在布置發動機的過程中，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

隨著科學技術的發展，合理運用汽車底盤設計參數化技術，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化設計[J].現代工業經濟和信息化，2015.