基于Pro/ENGINEER的卡車三維參數(shù)化總布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)

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圖４ 骨架空間占位進(jìn)行(排氣)零件設(shè)計(jì)

    可以使用骨架在不開發(fā)元件的情況下,，創(chuàng)建組件的三維布局、模擬運(yùn)動(dòng),、空間設(shè)計(jì)并顯示組件設(shè)計(jì),。然后，使用該骨架作為中心參照,，通過將信息經(jīng)組件結(jié)構(gòu)向下傳遞,，就可以改變該骨架以更新元件。同時(shí)在開發(fā)下級模型時(shí)就可以使用組件中的這些塊臨時(shí)地開發(fā)空間聲明,，如圖４所示在骨架模型中直接進(jìn)行排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì),。約束裝配（Assembly）可以實(shí)現(xiàn)的形式可分為貼合、對齊,、定向,、插入等來實(shí)現(xiàn)元件間的組合。

圖５

4.9 干涉檢查及基本運(yùn)動(dòng)校核
4 B& b8 {# Y" V7 h    在進(jìn)行總布置設(shè)計(jì)時(shí),，一項(xiàng)重要的工作就是對各相對運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核,。其中包括轉(zhuǎn)向輪極限轉(zhuǎn)角和鋼板彈簧極限動(dòng)載時(shí)的運(yùn)動(dòng)干涉情況。在Pro/ENGINEER中,，干涉檢查是靜態(tài)的,，只有當(dāng)用戶發(fā)出命令時(shí)才進(jìn)行。但可以通過Analysis中的Modle Analysis來輸入一定參數(shù),，從而進(jìn)行初步分析,。鋼板彈簧是卡車底盤廣泛采用的懸架型式之一。對于發(fā)動(dòng)機(jī)前置車型,，前鋼板彈簧的極限上跳可能與布置在其上方的發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼發(fā)生干涉,；對于后驅(qū)動(dòng)車型，后鋼板彈簧的調(diào)動(dòng)范圍將影響與后橋凸緣相連的傳動(dòng)軸參數(shù)的設(shè)計(jì)選擇,。因此必須對鋼板彈簧的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校核,。通過將正反彎曲的兩段圓弧前輪轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)校核是總布置設(shè)計(jì)必須進(jìn)行的工作，其目的是檢查轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向直拉桿,、車架之間的運(yùn)動(dòng)間隙,。車輪運(yùn)動(dòng)實(shí)際是由轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷的轉(zhuǎn)動(dòng)引起的。在進(jìn)行車輪裝配時(shí),，我們通過引入曲線與曲面約束來進(jìn)行模擬運(yùn)動(dòng),。這樣，在進(jìn)行車輪轉(zhuǎn)向的檢查時(shí),，只要調(diào)整轉(zhuǎn)向節(jié)與前軸之間定義的Angle約束的角度大小,，就可以實(shí)現(xiàn)前輪轉(zhuǎn)向角度的調(diào)整,，還可以得到任意角度下車輪與轉(zhuǎn)向直拉桿、車架等的運(yùn)動(dòng)間隙情況,。
  t/ t/ t9 r" g) s3 j7 I' R; X4.10 質(zhì)量參數(shù)計(jì)算
! c2 L7 e( p3 G: _    汽車的質(zhì)量參數(shù)是總布置設(shè)計(jì)必須考慮和確定的參數(shù),。它直接影響著汽車的性能和型式。
# J: t. u# m2 R3 T. I    在Pro/ENGINEER中已經(jīng)提供了計(jì)算整車總質(zhì)量及質(zhì)心坐標(biāo)的菜單,，計(jì)算對象為零件,、裝配部件以及裝配樹中包含的實(shí)體，利用該模塊可以計(jì)算和控制他們的質(zhì)量和其他質(zhì)量參數(shù),，如體積,、質(zhì)心以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。該模塊既可以計(jì)算整個(gè)零件和裝配體,，也可以有選擇地計(jì)算其中一部分實(shí)體或裝配部件,。當(dāng)我們采用相同的模板（含相同的質(zhì)量單位、基準(zhǔn)等）,，運(yùn)行相應(yīng)的模塊,，則可以進(jìn)行總布置中所有質(zhì)量參數(shù)的迅速計(jì)算。
3 U: m. q, v: T5 三維圖的轉(zhuǎn)化
    Pro/ENGINEER中提供了相應(yīng)的功能模塊來創(chuàng)建三維實(shí)體零件所對應(yīng)的各種工程圖,。工程圖中的各個(gè)視圖以及三維實(shí)體都是相互關(guān)聯(lián)的,，如果在一個(gè)視圖中修改了尺寸，那么所有視圖,、實(shí)體模型中的相關(guān)部分都會(huì)被更新并且重新生成,，反之亦然。各種尺寸標(biāo)注,、注釋,、表格和文本等都可以經(jīng)過約定和共用模板進(jìn)行操作。完成三維模型建模,，確定各部件總成狀態(tài)后,，就可以從整車模型中取出所需的零件、部件的三維模型,，并轉(zhuǎn)化為二維工程圖,，同時(shí)，分總成可以通過建立連接關(guān)系,，自動(dòng)生成相應(yīng)的明細(xì)表,。
6  零部件圖形庫與參數(shù)數(shù)據(jù)庫
0 o. |( y8 l/ S" J6.1  整車零部件三維參數(shù)化模型庫
    產(chǎn)品系列化、零部件通用化和零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化是汽車設(shè)計(jì)的基本要求之一,，也是平臺(tái)化戰(zhàn)略的特點(diǎn)之一。對于整車的變形設(shè)計(jì),，其零部件更是具有很大程度的繼承性,。對于特定的企業(yè)尤其如此,。為提高裝配設(shè)計(jì)效率和已設(shè)計(jì)零件的使用率，有必要建立整車各相關(guān)零部件模型庫,，其中的零部件能夠表示底盤零部件常見的結(jié)構(gòu)形式,，模型的總體參數(shù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化。當(dāng)設(shè)計(jì)零件的基本拓?fù)湫螤钆c模型庫中標(biāo)準(zhǔn)零件相同時(shí),，則可以直接調(diào)用模型庫中的模型進(jìn)行參數(shù)修改,，使整車總布置設(shè)計(jì)效率得到了極大的提高。同時(shí),，該模型庫也是開放的,，設(shè)計(jì)人員不僅可以調(diào)用模型庫中已有的模型，還可以把新結(jié)構(gòu)形式的零部件添加到模型庫中,，準(zhǔn)確并完善的零部件數(shù)據(jù)庫使我們的總布置工作如同“堆積木”,，實(shí)現(xiàn)模塊化操作，效率會(huì)更高,。
6.2  整車車型參數(shù)數(shù)據(jù)庫
    汽車設(shè)計(jì)在某種程度上也是一種積累的過程,。企業(yè)已有產(chǎn)品以及國內(nèi)外樣車的車型數(shù)據(jù)，蘊(yùn)涵著設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),，對于設(shè)計(jì)新產(chǎn)品具有很重要的借鑒作用,。車型參數(shù)數(shù)據(jù)庫將車型尺寸及結(jié)構(gòu)型式數(shù)據(jù)信息和產(chǎn)品開發(fā)過程集成起來，創(chuàng)造出一種透明度很高的虛擬環(huán)境,，能適應(yīng)復(fù)雜多變的變型設(shè)計(jì)的需求,，保證在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中使產(chǎn)品數(shù)據(jù)具有一致性定義的條件下，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)管理和過程控制,。除車型基本參數(shù)外,，對于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器等與整車基本性能密切相關(guān)的總成，他們的性能參數(shù)也分別進(jìn)行了建庫工作,，以便于在整車總布置時(shí)進(jìn)行匹配和選型,。
6.3  整車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)庫
    進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)，無論是尺寸參數(shù),、質(zhì)量參數(shù),，還是性能參數(shù)，都必須首先滿足相關(guān)法規(guī)的要求,。滿足技術(shù)法規(guī)要求是整車總布置設(shè)計(jì)的前提和基本出發(fā)點(diǎn)之一,。為此，我們將與整車設(shè)計(jì),、部件設(shè)計(jì)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),、ISO標(biāo)準(zhǔn)等以網(wǎng)頁的形式集成到整車總布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時(shí)調(diào)用和查閱。
1 {  D2 b7 O0 f3 b& @7 結(jié)束語
! f$ A: _& o0 z0 _7 n6 K( z2 f    總布置分為兩部分——總體布置（Package）和部件布置（Lay out）,。設(shè)計(jì)人員人人都做總布置,，做部件布置（Lay out）人更多。部件布置工作做得很細(xì),，因此局部結(jié)構(gòu)很精細(xì),，產(chǎn)品檔次高。
: y% O' v6 b3 Y    （1）在建立整車三維參數(shù)化圖形庫,、整車車型參數(shù)數(shù)據(jù)庫,、整車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)庫的基礎(chǔ)上，通過Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行二次開發(fā),，建立了集成于Pro/ENGINEER環(huán)境下的卡車整車參數(shù)化三維參數(shù)總布置設(shè)計(jì)系統(tǒng),。
    （2）該系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好、使用方便,、內(nèi)核程序完善等特點(diǎn),，零部件圖形庫和數(shù)據(jù)庫都具有良好的開放性和可拓展型，已具備良好的軟件構(gòu)架,。
) s/ }0 O- ~. |) m+ X; n    （3）該軟件的研制將大幅度提高卡車整車總布置設(shè)計(jì),、變型設(shè)計(jì)的水平和速度，有效縮短開始周期,，超前并動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問題,，很好地適應(yīng)了卡車多品種快速適應(yīng)市場的特點(diǎn)。
    （4）系統(tǒng)的研制在一定程度上實(shí)現(xiàn)了卡車的虛擬設(shè)計(jì)與虛擬開發(fā),。
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