浅议汽车底盘的参数化设计

参数化设计在汽车底盘设计中应用越来越多，文章分析汽车底盘中参数化设计的应用后，探讨参数化设计的基本内容，同时从理论的层面上初步解析汽车底盘的参数化设计，对各个环节进行了探讨。
0 引言

在汽车设计中，底盘设计非常重要，必须要引起相关设计人员的高度重视，传统的底盘设计方法非常繁琐，需要耗费大量的时间、精力，已经不能适应当代设计技术的发展，而参数化设计的出现弥补了这个缺陷，尤其是随着计算机技术的快速发展，参数化设计与汽车底盘设计的结合越来越成熟。

1 参数化设计基本情况介绍

参数化设计其实就是一个智能化和集成化结合的设计过程，需要软件的支撑，下面简要的介绍CAD和NX。

CAD是计算机辅助设计软件，绘图功能非常强大，且可以进行二次开发，目前，CAD在各个行业的图纸绘制中应用非常广泛；NX是一种应用非常广泛的三维软件，NX的开发者与通用汽车公司关系非常紧密，所以NX在汽车相关部件的设计中应用的越来越成熟、越来越广泛。传统的汽车底盘设计，零部件的结构一旦发生变化，修改起来非常麻烦，需要重新绘图，浪费时间，但是采用参数化设计的方法，可以很容易的修改图纸，并且能够继承以往的一些设计经验，设计人员就有了更多的时间和精力来发挥自己的创造力，设计出更好的产品。

2 参数化设计在汽车底盘上总布置和总装配的应用

汽车底盘的总布置的参数化设计就是使用尺寸参数来控制底盘的各总成位置，由此可以生成不同的技术方案。在设计过程中，一旦某一部分发生变化，那么就会在短时间内生成新的总布置图，其设计的过程如图1所示。


图1 汽车底盘总布置参数化设计流程

在进行汽车底盘总布置参数化设计的时候，必须要建立一个总的坐标系，总坐标系用来确定总成部件的装配位置尺寸，总成部件本身也应该具有坐标系，该坐标系用来确定自身的定位基准。在这种情况下，如果某一总成部件的位置关系发生变化，那么只需要修改坐标系的参数即可，在三维的环境下进行相对位置的确定，这两个坐标系应该是同一类型的，可以使用右手准则来确定。底盘总布置参数化设计的主要目标是实现总成结构形式和位置关系的确定，能够很方便的进行空间位置和基本结构的动态修改，为了实现这个目标，应该抽取出各个零部件的总体参数，一般将这些参数分为形体参数和位置参数，两者分别确定了总成部件的大小、形状和布置方向。底盘是由许多零部件装配起来的，所有组成底盘的零部件根据相对的装配关系能够组成一个树形的装配关系图，称为装配树，在建立底盘的装配关系之前，必须要对底盘的装配关系树有一个深入了解。

当前，进行底盘的总体装配采用最多的两种方法是：坐标点装配和通过约束装配。对于常规的底盘装配，坐标点装配方法应用的多，因为这种装配方法易于理解、操作简单，能够提升装配的效率；但是当底盘比较复杂的时候，常采用约束装配的方法，该方法在装配复杂装配体上有着非常明显的优势。在进行汽车底盘装配的时候，各总成部分的尺寸都有一定的相互关系，如果其中的一部分发生变化，就会影响到整体的装配关系，从而影响着整个底盘各部分的布置，假设其中的一部分装配关系发生变化，其余的部分也能对应的发生变化，那么就要建立装配尺寸链，这些装配尺寸链可以实现各装配关系修改的自动化变化，并且不会产生装配干涉。

在进行汽车底盘的总布置设计时，对装配进行干涉检查和运动校核是非常重要的一项工作。对于前置后驱的布置方案来说，发动机的位置一般位于前车桥的上方，汽车在行驶的过程中，难免会发生晃动，从而引起前车桥的上下跳动，这就有可能引起前车桥和发动机油底壳发生运动接触干涉，为了最大限度避免这种情况的发生，在设计的时候，应该使前车桥和油底壳之间留有足够的间隙，如出现相对位置布置不合理的情况，应该修改相应的位置参数来进行调整，保证汽车的正常运行；前轮转向的运动校核是汽车底盘总布置设计必须要进行的一项工作，主要是验证转向轮与纵拉杆、车架间之间的是否存在合理的运动间隙，发现不合理的情况，就要及时采用技术手段进行处理。

3 汽车底盘参数化设计数据库的建立

在进行汽车底盘参数化设计的时候，有一个好的设计数据库非常重要，它能够在很大程度上对汽车底盘的设计质量造成影响。在进行汽车底盘设计的时候，设计人员必须要严格的遵守相关国家标准和行业规范，这是设计最基本的要求，假设所有的规定、规范都需要设计人员自己手工查询，那样就会耗费大量的时间，且查询的没有那么详细，难免有遗漏，给设计工作增加了很多不必要的麻烦，如果将相关的国家规定、行业规范集中到一个数据库里面，那么设计人员就能够快速的查询出自己所需要的东西，将极大地提高设计效率。建立一个有效的底盘零部件参数化的模型库，对于提高整体的设计效率具有重要的意义。

建立该数据库首先要创立原始图形，该原始图形是采用参数化的方法创建的，原始图形的建立有两种方法，分别是哑图法和活图法。哑图法就是将提前绘制好的图加载进图库提供调用，这种方式简单、快速，不需要编制绘图程序，但是有一个缺点，不能生成子变形图，采用活图法的方式就是利用图形的参数作为驱动，直接去将图形绘制出来，它可以生成子变形图，这种图形库是开放的体系，设计人员可以根据自己的需要添加新的模型，极大提高设计效率。

4 结语

参数化设计和汽车底盘设计之间进行有效结合，能够极大地提高设计人员的工作效率，缩短汽车底盘的设计周期，非常有推广意义，同时，这种新技术也是比较复杂的，但是极具前景，也是未来自动化设计的一个发展方向，希望本文能够对相关的设计人员产生一定的指导意义。