基于Pro/ENGINEER的卡車三維參數(shù)化總布置設計系統(tǒng)

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圖４ 骨架空間占位進行(排氣)零件設計

    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,、模擬運動、空間設計并顯示組件設計,。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,。同時在開發(fā)下級模型時就可以使用組件中的這些塊臨時地開發(fā)空間聲明，如圖４所示在骨架模型中直接進行排氣系統(tǒng)的設計,。約束裝配（Assembly）可以實現(xiàn)的形式可分為貼合,、對齊、定向,、插入等來實現(xiàn)元件間的組合。
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圖５

4.9 干涉檢查及基本運動校核
0 q& r% S+ Z3 X    在進行總布置設計時,，一項重要的工作就是對各相對運動的零部件進行運動校核,。其中包括轉(zhuǎn)向輪極限轉(zhuǎn)角和鋼板彈簧極限動載時的運動干涉情況。在Pro/ENGINEER中,，干涉檢查是靜態(tài)的,，只有當用戶發(fā)出命令時才進行。但可以通過Analysis中的Modle Analysis來輸入一定參數(shù),，從而進行初步分析,。鋼板彈簧是卡車底盤廣泛采用的懸架型式之一,。對于發(fā)動機前置車型，前鋼板彈簧的極限上跳可能與布置在其上方的發(fā)動機油底殼發(fā)生干涉,；對于后驅(qū)動車型,，后鋼板彈簧的調(diào)動范圍將影響與后橋凸緣相連的傳動軸參數(shù)的設計選擇。因此必須對鋼板彈簧的運動進行校核,。通過將正反彎曲的兩段圓弧前輪轉(zhuǎn)向的運動校核是總布置設計必須進行的工作,，其目的是檢查轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向直拉桿、車架之間的運動間隙,。車輪運動實際是由轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷的轉(zhuǎn)動引起的,。在進行車輪裝配時，我們通過引入曲線與曲面約束來進行模擬運動,。這樣,，在進行車輪轉(zhuǎn)向的檢查時，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、車架等的運動間隙情況,。
5 h* B% I2 }, }. c& o/ s4.10 質(zhì)量參數(shù)計算
    汽車的質(zhì)量參數(shù)是總布置設計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。
    在Pro/ENGINEER中已經(jīng)提供了計算整車總質(zhì)量及質(zhì)心坐標的菜單,，計算對象為零件,、裝配部件以及裝配樹中包含的實體，利用該模塊可以計算和控制他們的質(zhì)量和其他質(zhì)量參數(shù),，如體積,、質(zhì)心以及轉(zhuǎn)動慣量等。該模塊既可以計算整個零件和裝配體,，也可以有選擇地計算其中一部分實體或裝配部件,。當我們采用相同的模板（含相同的質(zhì)量單位、基準等）,，運行相應的模塊,，則可以進行總布置中所有質(zhì)量參數(shù)的迅速計算。
5 三維圖的轉(zhuǎn)化
    Pro/ENGINEER中提供了相應的功能模塊來創(chuàng)建三維實體零件所對應的各種工程圖,。工程圖中的各個視圖以及三維實體都是相互關聯(lián)的,，如果在一個視圖中修改了尺寸，那么所有視圖,、實體模型中的相關部分都會被更新并且重新生成,，反之亦然。各種尺寸標注,、注釋,、表格和文本等都可以經(jīng)過約定和共用模板進行操作,。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,，分總成可以通過建立連接關系，自動生成相應的明細表,。
6  零部件圖形庫與參數(shù)數(shù)據(jù)庫
6.1  整車零部件三維參數(shù)化模型庫
% y3 J; ]% w& D+ z5 x    產(chǎn)品系列化,、零部件通用化和零件設計標準化是汽車設計的基本要求之一，也是平臺化戰(zhàn)略的特點之一,。對于整車的變形設計,，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,。為提高裝配設計效率和已設計零件的使用率,，有必要建立整車各相關零部件模型庫，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)實現(xiàn)參數(shù)化,。當設計零件的基本拓撲形狀與模型庫中標準零件相同時，則可以直接調(diào)用模型庫中的模型進行參數(shù)修改,，使整車總布置設計效率得到了極大的提高,。同時，該模型庫也是開放的,，設計人員不僅可以調(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”,，實現(xiàn)模塊化操作,，效率會更高。
) z0 T! @. T, g) r; L$ X+ }6.2  整車車型參數(shù)數(shù)據(jù)庫
    汽車設計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),，蘊涵著設計者的經(jīng)驗和知識，對于設計新產(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，能適應復雜多變的變型設計的需求,，保證在整個產(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,，進行產(chǎn)品設計的數(shù)據(jù)管理和過程控制,。除車型基本參數(shù)外,，對于發(fā)動機和變速器等與整車基本性能密切相關的總成,，他們的性能參數(shù)也分別進行了建庫工作，以便于在整車總布置時進行匹配和選型,。
6.3  整車設計標準庫
( a" }. s  k# h( E) Q% L8 {    進行汽車設計時,，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法規(guī)的要求。滿足技術法規(guī)要求是整車總布置設計的前提和基本出發(fā)點之一,。為此,，我們將與整車設計、部件設計相關的國家標準,、ISO標準等以網(wǎng)頁的形式集成到整車總布置設計系統(tǒng),，通過網(wǎng)絡可以隨時調(diào)用和查閱。
7 結(jié)束語
    總布置分為兩部分——總體布置（Package）和部件布置（Lay out）,。設計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,，因此局部結(jié)構(gòu)很精細,，產(chǎn)品檔次高。
# d# \' b) M) C    （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,、整車設計標準庫的基礎上，通過Pro/ENGINEER軟件進行二次開發(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)總布置設計系統(tǒng),。
    （2）該系統(tǒng)具有人機界面友好、使用方便,、內(nèi)核程序完善等特點,，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,。
    （3）該軟件的研制將大幅度提高卡車整車總布置設計,、變型設計的水平和速度，有效縮短開始周期,，超前并動態(tài)地發(fā)現(xiàn)設計問題,，很好地適應了卡車多品種快速適應市場的特點。
' n8 P: f: l4 @% I9 A8 F# k% s    （4）系統(tǒng)的研制在一定程度上實現(xiàn)了卡車的虛擬設計與虛擬開發(fā),。
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