倪飛

摘 要：闡述了汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及參數(shù)化繪圖的設(shè)計(jì)思想.并以此為基礎(chǔ)，將傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)參數(shù)化設(shè)計(jì)，并在汽車(chē)底盤(pán)總布置中得到了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：汽車(chē) 數(shù)據(jù)庫(kù) 總布置 參數(shù)化設(shè)計(jì)

一、國(guó)外用于汽車(chē)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件日臻成熟

如在汽車(chē)設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面和參數(shù)化繪圖方面，都取得了成功的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)汽車(chē)設(shè)計(jì)人員通常是按照經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，參照同級(jí)類(lèi)似的汽車(chē)來(lái)獲得有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，然后利用計(jì)算機(jī)繪制總布置圖及各總成、部件結(jié)構(gòu)圖。由于國(guó)內(nèi)外同級(jí)類(lèi)似的汽車(chē)數(shù)目龐大，所以?xún)H僅依靠設(shè)計(jì)人員的手工查閱或?qū)嶒?yàn)測(cè)繪，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且難以對(duì)大量同類(lèi)汽車(chē)作合理的比較，以至于獲取的參數(shù)未必合理，從而影響到設(shè)計(jì)的質(zhì)量。[1]

二、汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)是汽車(chē)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)部分，汽車(chē)設(shè)計(jì)者通過(guò)它可快速獲取設(shè)計(jì)車(chē)型的必要參數(shù)，從而對(duì)汽車(chē)的底盤(pán)部分及總成部件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。[2]

1.汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的整體結(jié)構(gòu)

汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)體系，它包括數(shù)據(jù)記錄的增加、刪除、修改以及汽車(chē)主要參數(shù)的確定、瀏覽等多種功能。在汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，我們建立了比較健全的數(shù)據(jù)庫(kù)體系，在主菜單“數(shù)據(jù)庫(kù)”中的“轎車(chē)”、“客車(chē)”、“貨車(chē)”、“特種車(chē)”、“發(fā)動(dòng)機(jī)”、“輪胎”子項(xiàng)中分別存放了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有各類(lèi)汽車(chē)的整車(chē)參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及輪胎參數(shù)，因此，主菜單“數(shù)據(jù)庫(kù)”為汽車(chē)設(shè)計(jì)者們快速查詢(xún)、瀏覽汽車(chē)及總成參數(shù)提供了極大的方便。為了不斷豐富數(shù)據(jù)庫(kù)中的汽車(chē)及總成記錄，在汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主菜單中設(shè)置了“記錄變更”一項(xiàng)，用戶(hù)可以隨時(shí)增加、刪除和修改數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)最主要的功能是為了確定整車(chē)及各部件的有關(guān)參數(shù)，因此，在本系統(tǒng)中，“整車(chē)參數(shù)”、“部件設(shè)計(jì)”以及“設(shè)計(jì)瀏覽”等主菜單項(xiàng)中包含的所有程序內(nèi)容都是為了快速有效地確定相應(yīng)參數(shù)開(kāi)發(fā)的。[3]

2.整車(chē)參數(shù)的確定過(guò)程

首先，按設(shè)計(jì)者的意愿輸入所要設(shè)計(jì)車(chē)型的部分參數(shù)或全部參數(shù)，提供所輸入?yún)?shù)的條件范圍查詢(xún)汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，將滿(mǎn)足條件的所有汽車(chē)的整車(chē)參數(shù)顯示在屏幕上。為了使被查詢(xún)出的各汽車(chē)參數(shù)具有更客觀(guān)的參考價(jià)值，對(duì)這些汽車(chē)的參數(shù)分別予以統(tǒng)計(jì)，暫按算術(shù)平均法來(lái)計(jì)算。設(shè)計(jì)者可以將原始初定的汽車(chē)參數(shù)與查詢(xún)出的各汽車(chē)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作對(duì)照，從而選擇出適合于所開(kāi)發(fā)車(chē)型的有關(guān)參數(shù)。

3.各總成部件的選型、設(shè)計(jì)過(guò)程在整車(chē)參數(shù)確定完畢之后，依據(jù)整車(chē)參數(shù)及其他一些輔助條件，我們基本上可以進(jìn)行對(duì)底盤(pán)各總成部件的設(shè)計(jì)?？偝刹考脑O(shè)計(jì)可分為兩種情況：一種是總成部件的選型；一種是總成部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。參數(shù)傳送為使在運(yùn)行參數(shù)化繪圖程序模塊時(shí)能夠自動(dòng)生成汽車(chē)底盤(pán)總布置圖，需要把由數(shù)據(jù)庫(kù)確定的參數(shù)傳送到參數(shù)化繪圖模塊當(dāng)中。在“設(shè)計(jì)瀏覽”菜單中增加了“CAD 數(shù)據(jù)保存”項(xiàng)。在汽車(chē)的所有參數(shù)都確定完畢后，只要選取此菜單項(xiàng)，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)貯存到相應(yīng)的TXT 文件中，AUTOCAD 環(huán)境下只要打開(kāi)這些TXT 文件就會(huì)自動(dòng)生成圖形，從而可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)化繪圖工作。

三、底盤(pán)總布置參數(shù)化繪圖模塊

1.底盤(pán)總布置參數(shù)化繪圖過(guò)程

在進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)之前，首先要建立底盤(pán)各總成部件的圖形庫(kù)，圖形庫(kù)中的每個(gè)圖形都利用CAD 中的Block 等命令被定義成圖形塊，這些圖形塊可以隨時(shí)被提取出來(lái)，按設(shè)計(jì)要求布置在總布置圖的適當(dāng)位置。當(dāng)根據(jù)汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)確定的參數(shù)繪制出的底盤(pán)總布置圖不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需對(duì)各總成部件的形位尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。為此，我們利用DCL 語(yǔ)言編制了人機(jī)交互式窗口。當(dāng)按默認(rèn)參數(shù)繪圖時(shí)，用戶(hù)不必向?qū)υ?huà)框中輸入任何參數(shù)，只需點(diǎn)擊對(duì)話(huà)框中的“圖形顯示”按鈕，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)貯存汽車(chē)參數(shù)（這些參數(shù)在汽車(chē)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中確定）TXT 文件，從CAD的“圖形庫(kù)”中提取汽車(chē)底盤(pán)的各總成部件圖形，按照汽車(chē)總布置的一般原則，利用參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制自動(dòng)生成汽車(chē)底盤(pán)布置圖形。3.2 運(yùn)動(dòng)校核對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)總是要布置在前車(chē)橋的上方，而前車(chē)橋在汽車(chē)行駛時(shí)是上下跳動(dòng)的，在布置發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)就要求油箱底殼與前車(chē)橋之間應(yīng)留有足夠空間。為了驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的布置位置是否合理，用戶(hù)可以通過(guò)改變前鋼板彈簧的厚度（代表彈性變形）來(lái)模擬前車(chē)橋上下跳動(dòng)時(shí)的情形，當(dāng)前車(chē)橋向下跳動(dòng)時(shí)，彈簧變形量減少（相當(dāng)于厚度增加），此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與前車(chē)橋間的空間增大；當(dāng)前車(chē)橋向上跳動(dòng)時(shí)，彈簧變形量增大（相當(dāng)于厚度減少），此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)與前車(chē)橋間的空間減少。前輪轉(zhuǎn)向時(shí)的運(yùn)動(dòng)校核通常是汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)必須進(jìn)行的工作，其目的是為了檢查轉(zhuǎn)向輪與縱拉桿、車(chē)架之間的運(yùn)動(dòng)間隙是否夠。利用汽車(chē)參數(shù)化繪圖模塊進(jìn)行前輪轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)校核時(shí)，用戶(hù)只要選取任一個(gè)前輪，輸入一定的轉(zhuǎn)向角度，然后點(diǎn)取“圖形顯示”按鈕，計(jì)算機(jī)便會(huì)根據(jù)汽車(chē)左右

轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)彎半徑的關(guān)系計(jì)算出另一個(gè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度，并自動(dòng)生成修改之后的底盤(pán)布置圖。這樣，用戶(hù)能夠很輕松地檢查前輪轉(zhuǎn)向時(shí)的運(yùn)動(dòng)間隙，可以任意改變轉(zhuǎn)向輪角度多次進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核。

結(jié)語(yǔ)

開(kāi)發(fā)的汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：

1.運(yùn)用汽車(chē)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員能夠輕松快捷地按自己的意愿查詢(xún)出國(guó)內(nèi)外各種車(chē)型的整車(chē)參數(shù)，

同時(shí)也能快速瀏覽汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)部件的有關(guān)數(shù)據(jù)。更為重要的是，本系統(tǒng)將傳統(tǒng)的汽車(chē)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)手段成功地移植到了計(jì)算機(jī)上，可以快速確定出所要設(shè)計(jì)車(chē)型的整車(chē)參數(shù)，并可以對(duì)汽車(chē)底盤(pán)的各總成部件進(jìn)行有對(duì)照性的選型和設(shè)計(jì)。

2.通過(guò)使用汽車(chē)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)人員可以不斷改變各總成部件的形位尺寸數(shù)據(jù)，從而隨心所欲地對(duì)汽車(chē)底盤(pán)進(jìn)行總布置，直到滿(mǎn)足為止。另外，通過(guò)改變輸入?yún)?shù)，可以對(duì)各總成部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，不僅直觀(guān)，而且準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]秦玉學(xué)，宋振寰，單寶峰.汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)中參數(shù)化技術(shù)的運(yùn)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2002（06）：73-75.

[2]張健，雷雨成.基于UG 的客車(chē)底盤(pán)三維參數(shù)化總布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)[J].汽車(chē)技術(shù)，2001（09）：22-26.

[3]趙丕云，宋曉琳，許偉.基于VB 的客車(chē)底盤(pán)總布置參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)