汽车底盘设计中参数化技术的运用

刘洁浩

摘 要：作为汽车制造生产的重要环节，底盘设计质量直接关系这汽车行驶的平顺性、舒适性和安全性。现阶段，参数化技术是影响汽车底盘设计质量的关键因素。文章在阐述汽车底盘参数化设计支撑及思路的基础上，就参数化布置实现的过程进行分析，同时指出参数化设计数据库的建设要点。期望能提升参数化技术应用水平，进而在保证汽车底盘设计质量的同时，推动汽车制造行业的有序发展。

关键词：汽车;底盘设计;参数化;数据库

中图分类号：U463.1  文献标识码：A  文章编号：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

汽车是人们交通出行的重要支撑，在汽车生产过中，底盘设计至关重要。科学合理进行汽车底盘总体布局，能够有效的提升汽车出行效率和质量，满足人们生产生活需要。从设计过程来看，汽车底盘设计具有较高的专业性，其需要设计师反复的进行协商、调整。现阶段，利用参数化技术进行底盘设计已经成为汽车生产的关键所在。

1 汽车底盘参数化设计的支撑与思路

1.1 底盘参数化设计的软件支撑

AutoCAD和UG是汽车底盘参数化设计的两个重要软件。就AutoCAD而言，其绘图功能齐全，具备极强的开发性，同时与微机设备适用性较强。历史上，第一个AutoCAD软件包由美国Autodesk研发，截止今日，超过90%的软件图形开发都由AutoCAD完成，其是汽车底盘参数化设计的主要载体[1]。UG软件是航空航天设计与汽车工业设计的坚实后盾，从设计过程来看，其实现了汽车关软件的集成化管理，借助于UG软件，设计师可以实现汽车底盘构件的数字化处理，故而紧密性更强，充分满足了汽车制造加工产业的应用需要。

1.2 底盘参数化设计的基本思路

明确底盘设计思路，能为底盘构件的规划和布局提供指导，从而提升车辆制造加工质量，确保车辆运行的平稳、舒适和安全。传统设计过程中，要构件底盘零件的几何模型，就必须了解具体构件的尺寸值，这使得汽车零件结构形状的修改过程较为繁杂，一个细节失误都可能导致绘图精度降低，影响设计质量。而汽车底盘参数化设计模式下，产品或零件的结构形状通过特性的参数和条件实现。参数化技术应用的基本任务在于实现图形、数字自检的转化，进而满足实际产品的应用需要。设计过程中，创建原始图形，确定图形参数，分析参数与图形关系，编制设计图纸及文档是底盘参数化设计的四个重要环节[2]。并且其不仅能实现参数的快速修改，而且能实现设计知识和经验的累积继承，此外，参数化技术注重设计过程的全局把控，其在时间、精力、创造性概念集中的同时，有效的提升了底盘设计精度，满足了汽车制造及应用需要。

2 汽车底盘参数化布置实现过程分析

汽车底盘参数化布置是一个专业要求较高的系统实践过程，其能在尺寸参数控制的基础上，实现底盘零件的最优集合，并在底盘总成中，实现布置方案最优化。汽车底盘参数化布置过程如图1所示。

图1  汽车底盘参数化布置过程

2.1 构建汽车底盘坐标系

构建底盘坐标系是汽车底盘设计的基础所在，能为确定底盘部件装配位置提供参考。从设计过程来看，汽车底盘总成坐标系能为實际设计提供基准。实际设计中，通过修改底盘坐标系下的坐标参数，即可实现总成早底板位置的变更。现阶段，人们通常会基于三维坐标环境进行底盘坐标系布置，并以此实现汽车底盘的定位，同时，当前的坐标系均为右手坐标系。

2.2 设置零部件参数化模型

确定底盘各总成的基本结构形式和空间位置是底盘总布置设计的基本任务;并且为保证零件空间位置及基本结构动态修改的有效性，人们通常会只考虑零件的主要尺寸[3]。具体设计过程包含两个环节：其一，抽取零部件的总体参数，该环节中，需忽略一些细节参数。通常，形体参数和位置参数是该环节的所要考虑的两个主要参数。通过这两个参数优化，设计师可以控制零件的简化迷行，进而实现变量化参数调整。其二，当零部件参数确定华，建设模型图库，并以此优选具体的底盘模型。

2.3 基于参数化设计的底盘装配

参数化底盘总成装配要点把控：其一，优化参数化底盘总体装配的树形关系结构。具体而言，底盘设计牵扯较多的零部件，而单个零部件由多个子零件构成。从整体上看在，底盘各零件之间构成树形关系结构，实际设计中，可将大总成作为一级节点，而一级节点下涵盖二级、三级阶段，由此实现各零件关系的精确把控。其二，优化零部件的装配方式。现阶段，坐标点装配和榆树装配是汽车底盘总体装配的两种主要方式，相对而言，坐标点装配效率较高，装配方式简答，而约束装配能实现零部件关系的有效协调。故而在实践中，应结合实际的装配目标进行装配方式选择。其三，底盘装配还应强化装配尺寸链的优化，即要求设计师明确各零件支架内的依附关系和对应关系，然后利用这些装配尺寸链来表示个总成部件相互位置的动态关，以此来实现底盘装配修改的自动化控制。现阶段，发动机、离 合器、变速箱、传动轴、后车桥是底盘尺寸链的基本流程，同时也是底盘尺寸链规划中最复杂的的环节。故而在这些链条规划中，应注重各变量的动态化调整，实现底盘各构件的有效关联。

2.4 规范底盘设计检查和运动校核

为进一步提升汽车底盘设计质量，还应对具体设计的内容进行检查，同时做好运动校核。现阶段，发动机与牵扯桥运动间隙校核、前轮转向时运动间隙校核是其控制的两个重要环节[4]。就发动机与牵扯桥运动间隙校核而言，其与发动机所处的位置具有较大关系。底盘设计中，发动机处于前车桥上方，这使得在汽车形式过程中，发动机的油底壳会与汽车车桥的跳动发生作用，形成运动干涉。故而在实际设计中，应确保车桥与油底桥保持足够的运动间隙。实际校核中，设计师会对车架与前车桥的位置阐述进行调整，以此来优化两者的相对位置。前轮转向时运动间隙校核的目的在于检查转向轮与纵拉杆、车架间的运动关系是否合适。通常，当这些位置运动关系出现问题时，设计人员会在减小车架的宽度，同时增大前轮距，以此保证转向轮与纵拉杆、车架的运动协调。

3 参数化设计数据库建设要点

作为参数化设计的重要组成部分，在数据库建设中，应注重数据库的合理规划，其设计质量直接影响着底盘的运作性能。具体而言，汽车底盘参数化设计数据库建设要点包括：

3.1 标准库设计

汽车底盘设计中，为确保底盘参数的合理控制，设计师需查阅大量国家汽车制造法规和设计准则，从而确保在底盘设计中，设计技术也指标满足汽车使用的基本要求。传统汽车设计中，采用手工查阅的方式查阅汽车制造法规和设计准则，这种资料查阅方式费时费力，同时查阅内容相对有限，难以获得全面的汽车制造生产资料，给具体设计带来较大不便。基于此，在参数化设计过程中，人们会依托现代信息技术，构建基础资料的标准库。就基础资料标准库而言，其包含了国家标准、ISO标准和设计准则等类容;同时新标准库还能进行信息数据的查询、增删，这使得汽车底盘设计效率大大提升，有效的满足了实际设计需要。

3.2 零部件参数化模型规划

零部件参数化模型直接影响着汽车底盘装配设计的效率，同时对其使用率也有一定影响。从本质上讲，零部件参数化模型是一个存储各零件参数的图形库，在图形库中，已存的零部件能够表示底盘零件的常见结构，进而为实际设计提供依据。从模型总体参数化设计过程来看，原始图形是参数化设计的母图形，创建原始图形是数据库建设的基本任务。现阶段，在原始图形创建过程中，常见的方式包含两种：其一，利用哑图创建原始图形。该方法是事先绘制好零件图形，然后在建立原始图形数据后存入里面调用。与其它模型规划方式相比，哑图节省了绘图程序，生成速度较快。其二，利用活图创建原始图形。在活图数据库建设中，首先应优化绘图软件，为数据库建设创设平台，然后在绘图软件的驱动下，直接绘制底盘总成模型突。与哑图相比，活图在一个原始图形下，可以生成多个衍生图形;即整个数据库的应用具有较高的开放性，借助于该设计平台，设计是可以不断的添加新

零件模型，并在后期应用中，直接调用库中的模型剂型修改，其极大的提升了汽车底盘的设计效率，保证了零部件设计质量。

4 结论

新经济形态下，汽车在人们生活生活中的应用不断普遍，作为汽车加工生产的重要构件，底盘设计至关重要。现阶段，利用参数化技术进行底盘设计是汽车产业发展的重要趋势。设计实践中，人们只有充分认识到参数化设计技术应用的必要性，并在底盘坐标系、零部件参数化模型、底盘装配、底盘设计检查和运动校核优化过程中，进行标准库设计和零部件参数化模型规划的系统应用，才能有效的提升参数化技术应用水平，继而在提升底盘设计质量的同时，推动汽车加工制造行业的不断发展。

参考文献

[1] 陈伟.汽车底盘设计中参数化技术的运用研究[J].内燃机与配件， 2017（17）：34-35.

[2] 徐铁，张露.参数化设计在汽车底盘总布置中的运用[J].时代汽车， 2017（9）：63-64.

[3] 史松源，王华.汽车底盘的参数化设计分析[J].汽車与驾驶维修（维修版），2017（10）：121.

[4] 古红晓，鲁秀伟，赵建书.汽车底盘的模块化设计技术研究与应用的思考[J].时代汽车， 2018，303（12）：99-100.