汽車底盤設計中參數化技術的運用

劉潔浩

摘 要：作為汽車制造生產的重要環節，底盤設計質量直接關系這汽車行駛的平順性、舒適性和安全性?，F階段，參數化技術是影響汽車底盤設計質量的關鍵因素。文章在闡述汽車底盤參數化設計支撐及思路的基礎上，就參數化布置實現的過程進行分析，同時指出參數化設計數據庫的建設要點。期望能提升參數化技術應用水平，進而在保證汽車底盤設計質量的同時，推動汽車制造行業的有序發展。

關鍵詞：汽車;底盤設計;參數化;數據庫

中圖分類號：U463.1 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2019）23-79-03

The Application of the Parameterization in the Design of the Automobile Chassis

Liu Jiehao

（ Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： As an important link in automobile manufacturing and production， chassis design quality is directly related to the ride comfort and safety of the vehicle. At present， parametric technology is the key factor affecting the design quality of automobile chassis. On the basis of expounding the support and train of thought of parametric design of automobile chassis， this paper analyzes the process of realizing parametric layout， and points out the key points of the construction of parametric design database. It is expected to improve the application level of parametric technology， and then promote the orderly development of automobile manufacturing industry while ensuring the design quality of automobile chassis.

Keywords： Automobile; Chassis design; Parameterization; Database

CLC NO.： U463.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）23-79-03

前言

汽車是人們交通出行的重要支撐，在汽車生產過中，底盤設計至關重要。科學合理進行汽車底盤總體布局，能夠有效的提升汽車出行效率和質量，滿足人們生產生活需要。從設計過程來看，汽車底盤設計具有較高的專業性，其需要設計師反復的進行協商、調整?，F階段，利用參數化技術進行底盤設計已經成為汽車生產的關鍵所在。

1 汽車底盤參數化設計的支撐與思路

1.1 底盤參數化設計的軟件支撐

AutoCAD和UG是汽車底盤參數化設計的兩個重要軟件。就AutoCAD而言，其繪圖功能齊全，具備極強的開發性，同時與微機設備適用性較強。歷史上，第一個AutoCAD軟件包由美國Autodesk研發，截止今日，超過90%的軟件圖形開發都由AutoCAD完成，其是汽車底盤參數化設計的主要載體[1]。UG軟件是航空航天設計與汽車工業設計的堅實后盾，從設計過程來看，其實現了汽車關軟件的集成化管理，借助于UG軟件，設計師可以實現汽車底盤構件的數字化處理，故而緊密性更強，充分滿足了汽車制造加工產業的應用需要。

1.2 底盤參數化設計的基本思路

明確底盤設計思路，能為底盤構件的規劃和布局提供指導，從而提升車輛制造加工質量，確保車輛運行的平穩、舒適和安全。傳統設計過程中，要構件底盤零件的幾何模型，就必須了解具體構件的尺寸值，這使得汽車零件結構形狀的修改過程較為繁雜，一個細節失誤都可能導致繪圖精度降低，影響設計質量。而汽車底盤參數化設計模式下，產品或零件的結構形狀通過特性的參數和條件實現。參數化技術應用的基本任務在于實現圖形、數字自檢的轉化，進而滿足實際產品的應用需要。設計過程中，創建原始圖形，確定圖形參數，分析參數與圖形關系，編制設計圖紙及文檔是底盤參數化設計的四個重要環節[2]。并且其不僅能實現參數的快速修改，而且能實現設計知識和經驗的累積繼承，此外，參數化技術注重設計過程的全局把控，其在時間、精力、創造性概念集中的同時，有效的提升了底盤設計精度，滿足了汽車制造及應用需要。

2 汽車底盤參數化布置實現過程分析

汽車底盤參數化布置是一個專業要求較高的系統實踐過程，其能在尺寸參數控制的基礎上，實現底盤零件的最優集合，并在底盤總成中，實現布置方案最優化。汽車底盤參數化布置過程如圖1所示。

圖1 ?汽車底盤參數化布置過程

2.1 構建汽車底盤坐標系

構建底盤坐標系是汽車底盤設計的基礎所在，能為確定底盤部件裝配位置提供參考。從設計過程來看，汽車底盤總成坐標系能為實際設計提供基準。實際設計中，通過修改底盤坐標系下的坐標參數，即可實現總成早底板位置的變更。現階段，人們通常會基于三維坐標環境進行底盤坐標系布置，并以此實現汽車底盤的定位，同時，當前的坐標系均為右手坐標系。

2.2 設置零部件參數化模型

確定底盤各總成的基本結構形式和空間位置是底盤總布置設計的基本任務;并且為保證零件空間位置及基本結構動態修改的有效性，人們通常會只考慮零件的主要尺寸[3]。具體設計過程包含兩個環節：其一，抽取零部件的總體參數，該環節中，需忽略一些細節參數。通常，形體參數和位置參數是該環節的所要考慮的兩個主要參數。通過這兩個參數優化，設計師可以控制零件的簡化迷行，進而實現變量化參數調整。其二，當零部件參數確定華，建設模型圖庫，并以此優選具體的底盤模型。

2.3 基于參數化設計的底盤裝配

參數化底盤總成裝配要點把控：其一，優化參數化底盤總體裝配的樹形關系結構。具體而言，底盤設計牽扯較多的零部件，而單個零部件由多個子零件構成。從整體上看在，底盤各零件之間構成樹形關系結構，實際設計中，可將大總成作為一級節點，而一級節點下涵蓋二級、三級階段，由此實現各零件關系的精確把控。其二，優化零部件的裝配方式?，F階段，坐標點裝配和榆樹裝配是汽車底盤總體裝配的兩種主要方式，相對而言，坐標點裝配效率較高，裝配方式簡答，而約束裝配能實現零部件關系的有效協調。故而在實踐中，應結合實際的裝配目標進行裝配方式選擇。其三，底盤裝配還應強化裝配尺寸鏈的優化，即要求設計師明確各零件支架內的依附關系和對應關系，然后利用這些裝配尺寸鏈來表示個總成部件相互位置的動態關，以此來實現底盤裝配修改的自動化控制?，F階段，發動機、離 合器、變速箱、傳動軸、后車橋是底盤尺寸鏈的基本流程，同時也是底盤尺寸鏈規劃中最復雜的的環節。故而在這些鏈條規劃中，應注重各變量的動態化調整，實現底盤各構件的有效關聯。

2.4 規范底盤設計檢查和運動校核

為進一步提升汽車底盤設計質量，還應對具體設計的內容進行檢查，同時做好運動校核?，F階段，發動機與牽扯橋運動間隙校核、前輪轉向時運動間隙校核是其控制的兩個重要環節[4]。就發動機與牽扯橋運動間隙校核而言，其與發動機所處的位置具有較大關系。底盤設計中，發動機處于前車橋上方，這使得在汽車形式過程中，發動機的油底殼會與汽車車橋的跳動發生作用，形成運動干涉。故而在實際設計中，應確保車橋與油底橋保持足夠的運動間隙。實際校核中，設計師會對車架與前車橋的位置闡述進行調整，以此來優化兩者的相對位置。前輪轉向時運動間隙校核的目的在于檢查轉向輪與縱拉桿、車架間的運動關系是否合適。通常，當這些位置運動關系出現問題時，設計人員會在減小車架的寬度，同時增大前輪距，以此保證轉向輪與縱拉桿、車架的運動協調。

3 參數化設計數據庫建設要點

作為參數化設計的重要組成部分，在數據庫建設中，應注重數據庫的合理規劃，其設計質量直接影響著底盤的運作性能。具體而言，汽車底盤參數化設計數據庫建設要點包括：

3.1 標準庫設計

汽車底盤設計中，為確保底盤參數的合理控制，設計師需查閱大量國家汽車制造法規和設計準則，從而確保在底盤設計中，設計技術也指標滿足汽車使用的基本要求。傳統汽車設計中，采用手工查閱的方式查閱汽車制造法規和設計準則，這種資料查閱方式費時費力，同時查閱內容相對有限，難以獲得全面的汽車制造生產資料，給具體設計帶來較大不便?；诖耍趨祷O計過程中，人們會依托現代信息技術，構建基礎資料的標準庫。就基礎資料標準庫而言，其包含了國家標準、ISO標準和設計準則等類容;同時新標準庫還能進行信息數據的查詢、增刪，這使得汽車底盤設計效率大大提升，有效的滿足了實際設計需要。

3.2 零部件參數化模型規劃

零部件參數化模型直接影響著汽車底盤裝配設計的效率，同時對其使用率也有一定影響。從本質上講，零部件參數化模型是一個存儲各零件參數的圖形庫，在圖形庫中，已存的零部件能夠表示底盤零件的常見結構，進而為實際設計提供依據。從模型總體參數化設計過程來看，原始圖形是參數化設計的母圖形，創建原始圖形是數據庫建設的基本任務。現階段，在原始圖形創建過程中，常見的方式包含兩種：其一，利用啞圖創建原始圖形。該方法是事先繪制好零件圖形，然后在建立原始圖形數據后存入里面調用。與其它模型規劃方式相比，啞圖節省了繪圖程序，生成速度較快。其二，利用活圖創建原始圖形。在活圖數據庫建設中，首先應優化繪圖軟件，為數據庫建設創設平臺，然后在繪圖軟件的驅動下，直接繪制底盤總成模型突。與啞圖相比，活圖在一個原始圖形下，可以生成多個衍生圖形;即整個數據庫的應用具有較高的開放性，借助于該設計平臺，設計是可以不斷的添加新

零件模型，并在后期應用中，直接調用庫中的模型劑型修改，其極大的提升了汽車底盤的設計效率，保證了零部件設計質量。

4 結論

新經濟形態下，汽車在人們生活生活中的應用不斷普遍，作為汽車加工生產的重要構件，底盤設計至關重要?，F階段，利用參數化技術進行底盤設計是汽車產業發展的重要趨勢。設計實踐中，人們只有充分認識到參數化設計技術應用的必要性，并在底盤坐標系、零部件參數化模型、底盤裝配、底盤設計檢查和運動校核優化過程中，進行標準庫設計和零部件參數化模型規劃的系統應用，才能有效的提升參數化技術應用水平，繼而在提升底盤設計質量的同時，推動汽車加工制造行業的不斷發展。

參考文獻

[1] 陳偉.汽車底盤設計中參數化技術的運用研究[J].內燃機與配件， 2017（17）：34-35.

[2] 徐鐵，張露.參數化設計在汽車底盤總布置中的運用[J].時代汽車， 2017（9）：63-64.

[3] 史松源，王華.汽車底盤的參數化設計分析[J].汽車與駕駛維修（維修版），2017（10）：121.

[4] 古紅曉，魯秀偉，趙建書.汽車底盤的模塊化設計技術研究與應用的思考[J].時代汽車， 2018，303（12）：99-100.