浅谈汽车底盘设计参数化技术应用和研究

李小微 陈彦亮

摘 要：参数化技术在汽车底盘设计中的有效运用，不仅能够简化设计过程，同也可随时改进设计，从而提升设计质量对整车性能有着重要的作用。本文主要从汽车底盘设计参数化技术、软件及应用等方面进行总结和阐述。

关键词：底盘设计;参数化;装配

0 概述

传统汽车底盘设计通常是参考固定模型及尺寸进行设计，其设计工作不仅十分繁琐，还存在难以修改的缺点。参数化技术是在零部件设计、总布置调整等方面简化设计过程，提升设計工作的效率，随着科技的不断发展，参数化技术在现代汽车设计领域中已成为最实用、有效的方法之一。

1 参数化技术

在传统的汽车底盘设计中，设计师通常只能按照固定参数进行设计，想要修改零部件模型的结构、形状是十分困难的，即使是微小的修改，都需要重新编绘设计图。参数化技术的主要任务为使用满足设计要求的参数替代原始图形，这些参数与产品本身存在一定的联系。运用参数化技术实施程序设计的流程为：建立原始图形→选定绘图参数→借助专业理论得出原始图形的具体参数及其与结构参数的联系→形成图纸和文档。运用参数化技术可使设计人员将更多的精力和时间放在创造性设计上，使其充分发挥自身的创造力和想象力，从而提升设计品质和创新力。

2 应用参数化技术的软件基础

（1）AutoCAD软件不仅具有完善的图形绘制功能，还支持各种格式图形格式转换功能;此外其图形编辑功能也尤为强大，并能给支持多种硬件设备及操作平台，从而具有通用性与易用性。尤其从AutoCAD2000开始，其功能就变得更加强大，其极强的绘图能力和较强的开发性，在许多领域得到了广泛应用。

（2）UG软件具备计算机辅助设计及计算机辅助制造功能的系统。使用UG能够为产品设计及加工过程中提供数字化造型，并根据产品设计参数及工艺要求，从而结合实践经验提供科学的解决方案。目前UG软件系统广泛应用于汽车及其零部件设计制造中，并已经逐渐演变成为高端的集成化软件，汽车底盘设计也不例外。

3 在汽车底盘设计中的应用

3.1 建立坐标系

在运用参数化技术进行汽车底盘设计时，通常需要通过建立基准坐标系来确定总成部件的装配位置和尺寸，且需要一个可提供定位功能的基准坐标系，即总成坐标系。建立坐标系的意义在于将各个零部件坐标化，从而建立起以坐标为基础的参数，当需要调整零部件设计方案时，则可以通过改变坐标参数完成。如果在三维环境中开展设计，则上述坐标系属于同种类型，大多数设计者通常使用右手直角坐标系，从而为定位等操作提供便利。

3.2 建立零部件参数化模型

汽车底盘设计的首要工作为明确各个总成的结构和位置，并在考虑零部件尺寸的基础上，修改零部件与总成所处的位置关系和结构状态。为建立起一个完整的、可创造设计的总成结构形态，首先就应该忽略一部分细节参数，建立起总成结构参数模型，即将各个零部件的形体参数和位置参数结构起来，从而简化及量化零部件的设计模型，以达到参数化设计目标。

3.3 底盘装配参数化设计

（1）参数化底盘装配的关系结构。众所周知，底盘是由各种各样、不规则零部件组成的复杂结构。因此我们在底盘参数化设计过程中，除了对各个零部件及总成建立参数模型之外，同时还应该建构参数化底盘装配的关系结构。在建构底盘装配参数化模型之前，首先应该明晰各个零部件的具体情况，并将各个装配元器件与零部件及总成形成逻辑鲜明的树状关系，这种树状关系的实际节点为装配文件。然后再将各个节点以参数联系起来，进而建构起一个完善的参数化装配模型。

（2）总成与零部件的参数装配。在底盘装配过程设计中，经常用的装配方法主要有坐标点装配和约束装配，虽然坐标点装配相对操作简单，但约束装配在面对复杂的装配关系时具有优势。

（3）建立装配尺寸链。在底盘装配过程设计中，由于总成部件之间存在一定的相对位置关系，其中一个部件的参数发生变化，则可能对其他坐标系中的位置参数造成影响，所以就应该建立起零部件参数模型及装配参数模型，其意义在于明确各个零部件之间的位置关系。要想实现这一目标，我们就需要根据设计要求，建构起一套对应的装配尺寸链。装配尺寸链的建构则是为了充分表达各个零部件的动态化位置关系，从而实现“牵一发，动全身”的动态化参数设计要求。通常情况下，汽车底盘尺寸链的设定应综合侧视及俯视两个方面参数。侧视面对应的尺寸链主要包含了各个零部件上、下、前后位置参数即位置关系参数的设定，而俯视面对应的尺寸链则主要包含左、右前后位置参数即位置关系参数的设定。在实际设计中，为了有效促进汽车底盘零部件位置参数进行自动化调整，我们则还需设定转动轴长度、角度变化参数，以此抵消位置参数变化量。

3.4 干涉检查和运动校核

汽车底盘设计过程中运动校核至关重要，其关系着整个设计的整体质量，需重点关注发动机与前车桥间的运动间隙校核、前轮转向运动间隙校核。

（1）发动机与前车桥间的运动间隙校核对于前置后驱设计方案而言，发动机需布置于前车桥的上端。汽车在正常行驶过程中，前车桥上发生的跳动现象会对发动机底油壳造成一定运动干涉。因此，在布置发动机的过程中，要在前车桥与油底壳之间留有足够的间隙。如果二者的相对位置不匹配，则可采取调整车架和前车桥的实际位置参数的方法修正。

（2）前轮转向运动间隙校核对于汽车底盘的设计而言是一项基础性工作，其目的在于检查转向轮、纵拉杆等，从而判断其是否合理。如果转向轮与车架存在一定的运动干涉，则可采取缩小车架的实际宽度或加大前轮轮距等方式调整。

4 结束语

随着科学技术的发展，合理运用汽车底盘设计参数化技术，可以大幅提升底盘设计质量和效率，需要不断深入的研究和探讨。

参考文献：

[1]王胜，李润娟.参数化设计在汽车底盘总布置中的运用[J].装备制造技术，2014.

[2]南希.浅议汽车底盘的参数化设计[J].现代工业经济和信息化，2015.