底盘总布置设计

底盘总布置设计
研究
底盘总布置设计是汽车产品设计中的一个重要部分，是一个反复协商，调整的过程。

传统的设计方法在底盘总布置的过程中耗费了设计者大量的时间与精力，使设计工作中存在大量的重复性劳动。

参数化设计方法与传统的设计方法截然不同，特别是对经常需要修改的零部件设计或需要调整，协商的总布置设计，采用此方法将使修改工作十分容易。

它将大大提高设计效率，避免重复性劳动。

随着计算机技术的飞速发展，将参数化设计方法运用的汽车设计实践中，已是一个可行而且实用的方法。

在认真研究了国内外关于参数化技术在现代设计中应用的基础上，介绍了参数化设计的基本思想，对参数化技术在汽车底盘设计中的应用作了理论上的初步探讨，针对底盘设计中参数化实现的各个主要环节作了基础方法上的研究。

在传统的设计过程中,零部件的几何模型是用固定尺寸值得到的,所以零部件的结构形状的修改比较麻烦,即使一个小的细节需要修改都必须重新绘图.所谓参数化设计即是在设计中产品的结构形式是确定的,它需要根据某些具体的条件和具体的参数来决定产品某一结构形式下的结构参数,从而设计出不同规格的产品它的基本任务就是完成将原始图形中的形式参数用符合设计图形的具体结构参数数值来代替，其具体结构参数的数值又与具体产品有关。

参数化程序设计的基本过程是:
创造原始图形；确定绘图参数；由专业知识确定原始图形参数与具体结构参数之间的关系；产生设计图纸及相关文档.其整个过程需要数据库及数据库管理系统对各种数据，图形进行存储及管理。

利用参数化技术进行设计可以十分容易的修改图形，并能将以往某些产品设计的经验和知识继承下来。

设计者就可以把时间，精力集中于更具创造性的概念和整体设计上去，因此可以充分发挥创造力，提高设计效率。

参数化总布置的实现
底盘总布置的参数化设计就是用尺寸参数控制底盘各总成的位置，实现不同
的布置方案。

我们在布置设计中只需改变某总成的位置或更换某一总成或仅加长轴距时，该技术会在较短时间内完成一幅新的总布置图,既快速又形象直观。

1.底盘坐标系及总成坐标系的建立
底盘总布置设计中需要建立底盘坐标系以确定在装配时总成部件的位置尺寸，而总成的自身坐标系是用于为总成在底盘坐标系中定位时提供一个自身的基准。

如此以来，如果要修改总成在底盘的位置时只需修改总成在底盘坐标系下的坐标参数即可。

若在三维环境下进行布置设计，两个坐标系通常应是同一类型的坐标系以便于定位方便,一般采用右手直角坐标系。

1.1 零部件参数化模型的建立
底盘总布置设计的首要任务是确定底盘各总成的基本结构形式和空间位置，在只考虑零部件主要尺寸的前提下进行总成及零部件的空间位置及基本结构的动态修改。

因此，首先需要忽略一些细节参数抽取各个零部件的总体参数，即与总布置有关的基本结构参数。

这些参数可分为两类
形体参数：
它决定总成部件的大小与形状；
位置参数：
它决定总成部件的布置方位。

通过这些总体参数可以控制零部件的简化模型，进行变量化、参数化设计。

同时还应该建立零部件参数化的模型图库。

1.2 参数化底盘总体装配的实现
在底盘总体装配中,底盘是由许多零部件装配而成，而这些零部件又是由一些子零部件装配而成，这样就形成了一个树型关系，即装配关系树。

在建立底盘装配模型之前，首先要弄清和建立好参数化底盘总体装配的树型结构。

这个装配关系树的根节点就是要建立起来的底盘装配文件，各大总成作为这个关系树的一级节点.一些复杂的总成如车架总成等还会包含二级,三级等节点。

节点之间的关系是由一层层的父节点与子节点之间的参数关联相联系。

父节
点与子节点之间的参数关联是通过其尺寸参数和位置参数表示出来的一般的底盘总体装配关系树的结构
1.3 总成及零部件的装配方式
在进行底盘总体装配时，我们通常采用两种装配方式。

通过坐标点装配和通过约束装配。

坐标点装配思路简单，操作起来快捷方便，约束装配在实现零部件间复杂的装配关系时有着坐标点装配无法比拟的优势。

1.4 装配尺寸链的建立
在装配时由于各总成部件间都有互相依附的相对位置关系，因此若一个总成部件的形位参数发生变化基本上都会影响到其它各总成部件在底盘坐标系中的绝对位置，从而使整个底盘的布置格局发生变化。

如果要使一个总成部件的形位参数发生变化后，其它总成部件的位置参数也能做出相应的调整，就应该建立一系列装配尺寸链。

利用这些装配尺寸链来表示各总成部件间相互位置的动态关系就可以实现装配修改的自动化。

在底盘总布置图中,通常只有侧视图和俯视图。

其中侧视图的尺寸链应包括上下位置和前后位置两个尺寸链，俯视图应包括左右位置和前后位置两个尺寸链。

两个视图中的前后位置尺寸链因为都表示同一个底盘纵向位置的依存关系,所以应该完全一致。

在底盘的这些尺寸链当中，“发动机——离合器——变速箱——传动轴——后车桥”这一局部尺寸链是最为复杂的。

当其中某一个部件的形位参数发生变化时，其余部件的位置也会随之发生变化，这样其位置参数就会产生一个变化量，不管是哪个位置尺寸链，这个变化量都要由传动轴的长度与角度的变化量来抵消。

从而保证了尺寸链上的各部件在一个发生变化时，其它部件的位置会自动做出合适的调整，不会出现干涉现象。

1.5 干涉检查与运动校核
在进行总布置设计时，一项重要的工作就是对装配件进行干涉检查和对相对运动的零部件进行运动校核，其中包括发动机与前车桥之间的运动间隙校核和前轮转向时运动间隙的校核。

1.5.1 发动机与前车桥的运动间隙校核
对前置后驱的布置方案来说，发动机总是要布置在前车桥上方。

而汽车在行驶中前车桥的上下跳动有可能使它与发动机油底壳发生运动干涉，所以在布置发动机时要求前车桥与油底壳之间应有足够的运动间隙。

如果发现它们之间的相对位置不合适，可以通过修改车架与前车桥的位置参数或发动机与车架的位置参数来调整它们之间的相对位置。

1.5.2 前轮转向的运动间隙校核
前轮转向的运动校核是总布置设计中的一项基本工作。

这是为了检查转向轮与纵拉杆、车架间的运动间隙是否合适。

如果发现转向轮与车架的运动干涉问题，可以通过减小车架的宽度，增大前轮距等方法加以解决。

1.6 关于支持参数化设计的数据库
数据库是底盘参数化设计系统中的一个重要组成部分，它的数据结构和存储特性的好坏对底盘参数化设计工作会产生重大影响。

底盘设计的标准库
在进行设计时，设计者通常需要查阅大量的相关法规和设计准则。

满足技术法规和遵循设计准则是设计的最基本要求。

手工查阅费时费力，而且有时因资料有限无法全面查阅，给设计工作造成不便。

如果能将底盘设计的相关国家标准。

该模型库应该是个开放的体系以便设计者可不断的添加新的零部件模型。

在模型库建成后设计者就可以直接调用库中模型进行参数修改，极大地提高了效率。