微型卡車底盤逆向設(shè)計與分析報告

1、 . . . 目 錄摘 要Abstract1 緒論12整車描述23底盤參數(shù)測量與匯總報告3 3.1 整車基本結(jié)構(gòu)3 3.2 整車主要參數(shù)3 3.2 動力系統(tǒng)基本參數(shù)44底盤參數(shù)與測量點云誤差分析報告5 4.1概述54.2掃描數(shù)據(jù)對位總體情況6 4.3底盤點云與底盤數(shù)據(jù)斷面檢測74.3.1后懸部位Y方向斷面7 4.3.2前懸部位Y方向斷面7 4.3.3車架X方向斷面84.4斷面分析與結(jié)論85底盤逆向布置設(shè)計3D圖與2D圖（總成結(jié)構(gòu)級）96前、后輪運動包絡(luò)校核報告11 6.1概述11 6.2前輪跳動校核11 6.2.1前輪外轉(zhuǎn)向角與跳動量11 6.2.2前輪跳動包絡(luò)圖11 6.2.3前輪跳動包絡(luò)與

2、周邊間隙126.3 后輪跳動校核13 6.3.1后輪跳動量13 6.3.2后輪跳動包絡(luò)圖13 6.3.3后輪包絡(luò)與縱梁的間隙校核146.4 小結(jié)157傳動軸與后橋運動包絡(luò)校核報告16 7.1 校核目的16 7.2 概述16 7.3 傳動軸與后橋與周邊零部件間隙分析16 7.3.1傳動軸與后橋與周邊零部件間隙分布16 7.3.2傳動軸與后橋運動軌跡的確定17 7.3.3傳動軸與周邊零部件間隙分析結(jié)果17 7.3.4后橋與周邊零部件間隙分析結(jié)果177.4 小結(jié)188操作件校核報告19 8.1 變速操縱手柄運動校核19 8.2 駐車制動手柄運動校核20 8.3 小結(jié)219結(jié)論22致23參考文獻(xiàn)24文

3、獻(xiàn)綜述2530 / 33摘 要本文是對某微型卡車底盤的逆向設(shè)計與相關(guān)分析，以加深對汽車底盤結(jié)構(gòu)功能的理解。底盤的布置中，發(fā)動機(jī)中置，后輪驅(qū)動，需要對前、后輪進(jìn)行運動校核。前輪極限位置與輪罩鈑金件之間的最小距離為40.8mm，可見在前車輪處于極限位置時，不會與輪罩等發(fā)生干涉。輪眉與輪胎之間的最小空間距離為83.4mm。此空間滿足要求。后輪胎與縱梁（鈑金）之間的間隙是106.3mm，可以認(rèn)為縱梁與輪胎之間不會發(fā)生運動干涉。對后橋與傳動軸運動的校核中，傳動軸與周邊零部件間隙最小值為傳動軸與消聲器之間的間隙，其最小值為118.7mm，間隙值均很大，滿足要求。后橋在運動過程中與周邊零部件間隙的最小值為后

4、橋與備胎的間隙，其最小值為340.8mm，間隙值均較大，滿足要求。操作件的校核中，變速操縱手柄球頭與儀表臺的最小距離為149mm，手柄上表面中心到座椅表面的最小距離為55mm，變速手柄與駐車制動操縱手柄的最小距離為186mm，因此變速操縱手柄與周邊件的距離滿足換檔操縱要求。駐車制動手柄與變速操縱手柄的最小距離為38mm，駐車制動手柄與駕駛座椅最小距離為74mm。考慮實際使用情況，手柄與周邊件的距離能滿足制動手柄使用要求。關(guān)鍵詞：底盤 逆向設(shè)計 卡車AbstractThis is the reverse of a mini-truck chassis design and related ana

5、lysis,in order to enhance the understanging of the structure and function of vehicle chassis.Layout of the chassis, engine set, rear-wheels drive, its need to proof front- and rear-wheels movement.The minimum distance betweenthe limit position of front wheel and wheel cover the sheet metal parts is

6、40.8mm.In the limit location of the former wheel, it will not happen to interfere with the wheel cover and so on.Theminimum space distance between wheel and tire eyebrow is 83.4mm,they meet the requirements.The gap between the tire and the stringer (sheet metal) is 106.3mm.It will not occur the move

7、ment interference between the stringer and the tire.In the rear axle and drive shaft movement proof,the minimum gap of drive shaft and surrounding components is betweenthe drive shaft and the exhaust pipe,its minimum value is 118.7mm.Thegap value is much meeting the requirements. In the course of th

8、e rear axle movement, the minimum gap betweenit and the surrounding parts is the gap between rear axleand spare tire,it is 340.8mm.The gap values are larger meeting the requirements.In the proof ofoperating conditions, the minimum distance between transmission ball handle and instrument panel is 149

9、mm.The minimum distance betweenhandles surface to the seats surface is 55mm.The minimum distance between transmission handle and parking brake handle is 186mm.Therefore, the distances of the transmission handle and surrounding components meet the requirements.The minimum distance betweenthe parking

10、brake handle and transmission ball handle is 38mm.The minimum distance between the parking brake handle and the driving seat is 74mm.Consider the actual use, the distancesbetween the handle and the surrounding parts meet the braking handle requirements.Key words: Chassis reverse design truck1. 緒 論廣義

11、的逆向工程包括形狀（幾何）反求、工藝反求和材料反求等諸多方面，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文提與的逆向工程，是指用一定的測量手段對實物或模型進(jìn)行測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)采用三維幾何建模方法重構(gòu)實物的CAD模型的過程；是一個從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)與加工制造的全過程。在由工業(yè)經(jīng)濟(jì)時代邁向知識經(jīng)濟(jì)時代的進(jìn)程中，制造業(yè)間的競爭特征也已經(jīng)從競爭自然資源向競爭“創(chuàng)新”轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品的快速創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)能力已經(jīng)成為決定企業(yè)興衰的重要因素。技術(shù)創(chuàng)新是繼承和創(chuàng)新相結(jié)合。逆向工程正是實現(xiàn)這種技術(shù)創(chuàng)新的現(xiàn)代技術(shù)方法。但在實際應(yīng)用中，整個過程仍需大量的人工交互，操作者的經(jīng)驗和素質(zhì)影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，

12、自動重建曲面的光滑性難以保證，因此逆向工程技術(shù)依然是目前CAD/CAM領(lǐng)域一個十分活躍的研究方向。本文是進(jìn)行某微型卡車底盤的逆向設(shè)計與相關(guān)分析，以加深對汽車底盤結(jié)構(gòu)功能的掌握與理解。文中按照逆向的步驟，先獲取形象數(shù)據(jù)，再進(jìn)行軟件繪制，并不斷地修改原型，改進(jìn)設(shè)計，最終得到合理的新產(chǎn)品。2. 整車描述本款汽車是在工信部關(guān)于“汽車下鄉(xiāng)”精神指導(dǎo)下而開發(fā)的一款用于中、短途運輸，作為創(chuàng)業(yè)致富普與性車型。本款汽車以“創(chuàng)新、領(lǐng)先、高品質(zhì)、實用”為設(shè)計理念，融合了某微車和卡車的造型特點。其外形大方時尚,整車線條流暢圓潤、色澤光亮飽滿，整車給人結(jié)實、厚重、安全的感覺。兩個碩大的晶鉆前燈，晶瑩剔透，多棱折射極富穿

13、透力，兩個縱置的鷹眼狀霧燈鑲嵌前保險杠非常醒目；兩幅式中央進(jìn)氣格柵看上去非常簡潔實用，下格柵配有黑色中網(wǎng)，使得整個保險杠美觀時尚。 本款汽車搭載一款1.8L的柴油發(fā)動機(jī)，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3300轉(zhuǎn)的額定功率為29KW，在2000-2200rpm的圍都可以輸出104Nm的最大扭力。對于一款額定載重量為990kg的貨車，動力是可以滿足日常使用的。本款汽車的總長4680mm，總寬1750mm（倒車鏡1900mm），總高2100mm，貨廂尺寸2800×1650×360(mm)，從而保證了整個駕駛室有比較大的空間。車輪尺寸為175/80R14，配以六幅式的輪轂，使得整車動感時尚。圖1

14、 某微型卡車3. 底盤參數(shù)測量與匯總報告3.1. 整車基本結(jié)構(gòu)項 目單排微卡驅(qū)動型式發(fā)動機(jī)中置，后輪驅(qū)動座位數(shù)（含駕駛員）2發(fā)動機(jī)CZ480QB離合器與操縱單片、干式、膜片彈簧式變速器與操縱手動、全同步、5MT、遠(yuǎn)距離軟軸傳動軸單節(jié)、帶伸縮花鍵萬向傳動軸、十字軸萬向節(jié)后橋沖壓焊接整體橋殼、半浮式半軸轉(zhuǎn)向器機(jī)械式制動系統(tǒng)雙回路液壓、前后鼓懸架型式前懸架鋼板彈簧整體式懸架后懸架鋼板彈簧整體式懸架減振器前后為雙向作用筒式減振器軸數(shù)2輪胎型號60014輪胎數(shù)6（前2后4）車身非承載式車身3.2. 整車主要參數(shù)項 目單排微卡備注發(fā)動機(jī)型號CZ480QB尺寸參數(shù)總長 （mm）4680總寬 (mm)1750

15、（倒車鏡1900）總高（空載）(mm)2100軸距 (mm)2850前/后輪距 (mm)1410/1280車門數(shù)2載人數(shù)（人）2人（含駕駛員）最小離地間隙（空載）(mm)185最小轉(zhuǎn)彎直徑（m）8貨廂欄板尺寸 長*寬*高 （mm）2800×1650×360質(zhì)量參數(shù)整備質(zhì)量 （kg）1240±5%軸荷（前/后）（kg）785/1575滿載質(zhì)量 （kg）2360±5%額定載質(zhì)量 （kg）990性能參數(shù)最高車速 （km/h）90起步換檔加速（0100km/h）最大爬坡度 （%）28百公里油耗 （L） (60km/h等速)* 空載：車輛加滿各種工作液且車沒有任何

16、乘員和行時的狀態(tài)。 以上數(shù)據(jù)在設(shè)計開發(fā)過程中根據(jù)實際情況經(jīng)甲方確定可以進(jìn)行調(diào)整。3.3. 動力系統(tǒng)基本參數(shù)項目單排微卡發(fā)動機(jī)型號CZ480QB型式直列、四沖程排量 L1808缸徑×沖程mm ×mm80×90壓縮比18額定功率/轉(zhuǎn)速kw/（r/min）29/3300最大扭距/轉(zhuǎn)速 N.m/（r/min）104/20002200油箱容量L50變速器1檔速比5682檔速比28333檔速比16344檔速比15檔速比0794倒檔速比5011主減速比l53752.3.4. 底盤參數(shù)與測量點云偏差分析報告1 2 3 4 4.1 概 述由于掃描過程中建立的坐標(biāo)與原有數(shù)據(jù)不同，需要

17、對掃描數(shù)據(jù)的坐標(biāo)進(jìn)行重新調(diào)整，在對位過程中借助規(guī)則特征為橋梁，通過一系列的轉(zhuǎn)換把掃描數(shù)據(jù)的絕對坐標(biāo)對位在數(shù)據(jù)的絕對坐標(biāo)上。本報告是以參考樣車的掃描點云和現(xiàn)有數(shù)據(jù)為依據(jù)的測量結(jié)果，描述的是樣參考樣車底盤點云在調(diào)整坐標(biāo)后，與已有底盤數(shù)據(jù)之間相對位置的關(guān)系。主要的測量的是型面誤差。具體操作方式：先通過對參考樣車底盤掃描數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)對位的尺寸分析，再用參考樣車底盤外表面的掃描數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)對位的尺寸驗證。l 底盤掃描數(shù)據(jù)：圖2 底盤掃描數(shù)據(jù)l 車架表面掃描數(shù)據(jù)圖3 車架表面掃描數(shù)據(jù)1 2 3 4 4.1 3.4.4.1.4.2. 掃描數(shù)據(jù)對位總體情況：l 底盤掃描數(shù)據(jù)對位總體情況：1 2 3 4 4

18、.1 4.2 4.2.1 圖4 底盤掃描數(shù)據(jù)對位總體情況l 車架表面掃描數(shù)據(jù)對位總體情況：圖5 車架表面掃描數(shù)據(jù)對位總體情況2.3.4.4.1.4.2.4.2.1.4.3. 底盤點云與底盤數(shù)據(jù)斷面檢測：2.3.4.4.1.4.2.4.2.1.4.2.2.5.5.1.5.2.5.3.1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.3.1. 后懸部位Y方向斷面圖6 后懸部位Y方向斷面檢測4.3.2. 前懸部位Y方向斷面圖7 前懸部位Y方向斷面檢測4.3.3. 車架X方向斷面圖8 車架X方向斷面檢測4.4. 斷面分析與結(jié)論選取懸置位置，與車架安裝位置進(jìn)行分析，主要是因為這幾個位置在車身上強(qiáng)度比較大，且對

19、整車狀態(tài)有比較大影響。由以上斷面圖可知，掃描數(shù)據(jù)與原有數(shù)據(jù)的型面誤差大多集中在在±3mm之間。 由于實際底盤經(jīng)過焊接，涂裝等工序和實際行駛后，會有不同程度的變形，且相對于標(biāo)稱4680mm的車身，誤差在1/1000是可以接受的，所以可以認(rèn)為掃描數(shù)據(jù)的對位可以滿足要求。4.5. 底盤逆向布置設(shè)計3D圖與2D圖（總成結(jié)構(gòu)級）l 主視圖圖9 底盤逆向布置設(shè)計-主視圖l 左視圖圖10 底盤逆向布置設(shè)計-左視圖l 俯視圖圖11 底盤逆向布置設(shè)計-俯視圖6. 前、后輪運動包絡(luò)校核報告6.1. 概 述在進(jìn)行總布置設(shè)計時，必須對參考樣車車輪的運動進(jìn)行校核，防止發(fā)生運動干涉。此校核的目的是確定參考樣車車

20、輪運動至極限位置時占用的空間，從而檢查參考樣車車輪與輪罩、縱梁之間的運動間隙是否足夠，并由此決定后續(xù)工作中輪罩設(shè)計的最小尺寸邊界。下面分別對參考樣車前、后輪跳動情況進(jìn)行分析，對其空間布置情況進(jìn)行校核，并為輪罩、擋泥板后續(xù)設(shè)計提供依據(jù)。輪胎型號為60014。在進(jìn)行輪胎跳動校核時，輪胎主要尺寸按照國家標(biāo)準(zhǔn)中的新胎充氣后的尺寸，即輪胎外徑為660mm，輪胎最大斷面寬度152mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2. 前輪跳動校核參考樣車的驅(qū)動方式為發(fā)動機(jī)中置、后橋驅(qū)動，前輪是轉(zhuǎn)向輪，后輪是驅(qū)動輪。因此在進(jìn)行跳動校核時，必須考慮前輪的轉(zhuǎn)向作用，后輪的懸架作用。6.2.1. 前輪外轉(zhuǎn)向角與跳動量根據(jù)

21、轉(zhuǎn)向器的相關(guān)參數(shù)和轉(zhuǎn)向斷開點的優(yōu)化結(jié)果，轉(zhuǎn)向器的行程為128mm，將此參數(shù)輸入到包括轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿與車輪的機(jī)構(gòu)中，可得參考樣車（空載狀態(tài)）外輪轉(zhuǎn)向角分別為45.7º 、37.7º。根據(jù)前懸架逆向數(shù)模與懸架本身的結(jié)構(gòu)型式，前減振器從空載狀態(tài)運動到滿載裝態(tài)，再到部橡膠限位塊壓縮到極限位置（橡膠限位塊按照壓縮2/3計算）時的狀態(tài)，得出參考樣車前懸架靜撓度和動撓之和為106.5mm，即前輪從空載狀態(tài)至上極限狀態(tài)的跳動量為106.5mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.2.1.6.2.2. 前輪跳動包絡(luò)圖首先通過逆向得到樣參考樣車前懸架數(shù)模，然后再分析懸架部各桿系運動情

22、況以與鉸接點鉸接方式，再將前懸架各桿系加上正確的約束，得到前懸架運動模型，根據(jù)參考樣車空載狀態(tài)下的前懸架位置，調(diào)整模型，得到空載狀態(tài)下的運動模型。前懸架如圖12所示。輸入轉(zhuǎn)向器行程、前懸架動撓度等參數(shù)，可以做出前輪跳動的最大包絡(luò)體，如圖13所示。圖12 前懸架圖13前輪與上橫臂極限位置包絡(luò)圖6.2.3. 前輪跳動包絡(luò)與周邊間隙圖14、圖15反映了參考樣車前輪在極限位置時輪胎與輪罩、輪眉等的空間位置關(guān)系。在輪胎上極限位置，前輪極限位置與輪罩之間的最小距離為40.8mm，可見在前車輪處于極限位置時，不會與輪罩等發(fā)生干涉。輪眉與輪胎之間的最小空間距離為83.4mm。此空間滿足后輪跳動要求。83.4m

23、m40.8mm 圖14前輪包絡(luò)體與輪罩的位置關(guān)系 圖15 前輪包絡(luò)體與輪眉的位置關(guān)系1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3. 后輪跳動校核由于后輪不是轉(zhuǎn)向輪，但是驅(qū)動輪，需考慮其懸架作用。下面校核后輪跳動情況。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1. 后輪跳動量根據(jù)后懸架逆向數(shù)模與懸架本身的結(jié)構(gòu)型式，后減振器從空載狀態(tài)運動到滿載裝態(tài)，再到部橡膠限位塊壓縮到極限位置（橡膠限位塊按照壓縮2/3計算）時的狀態(tài)，得出參考樣車后懸架靜撓度和動撓之和為95.7mm，即后輪從空載狀態(tài)至上極限狀態(tài)的跳動量為95.7mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1.6

24、.3.2. 后輪跳動包絡(luò)圖首先通過逆向得到參考樣車后懸架數(shù)模，然后再分析懸架部各桿系運動情況以與鉸接點鉸接方式，再將后懸架各桿系加上正確的約束，得到后懸架運動模型，根據(jù)參考樣車空載狀態(tài)下的后懸架位置，調(diào)整模型，后懸架如圖16所示。根據(jù)后懸架靜撓度、動撓度等參數(shù)，可以做出后輪跳動至極限位置時的最大包絡(luò)體（如圖17所示）。圖16后懸架圖17后輪極限位置包絡(luò)圖6.3.1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1.6.3.2.6.3.3. 后輪包絡(luò)與縱梁的間隙校核圖18表示的是后輪與縱梁的位置關(guān)系。圖中后輪胎與縱梁（鈑金）之間的間隙是106.3mm，可以認(rèn)為縱梁與輪胎之間不會發(fā)生運動干涉

25、。圖18后輪與縱梁位置關(guān)系圖6.4. 小 結(jié)從以上校核來看，135/80R12型號輪胎跳動包絡(luò)與輪罩之間有足夠的空間間隙，能滿足車輛正常行駛時的使用要求。1.2.3.4.5.6.7. 傳動軸與后橋運動包絡(luò)校核報告7.7.1. 校核目的l 檢查傳動軸在運動過程中與周邊零部件的間隙是否合理。l 檢查后橋在運動過程中與周邊零部件的間隙是否合理。7.2. 概述參考樣車后橋與后懸架布置方案，對傳動軸與后橋進(jìn)行運動包絡(luò)分析。檢查參考樣車傳動軸與后橋在運動過程中與周邊零部件的間隙是否合理。7.3. 傳動軸與后橋與周邊零部件間隙分析7.3.1. 傳動軸與后橋與周邊零部件間隙分布傳動軸與后橋與周邊零部件空間位置

26、如圖19。圖19 傳動軸與后橋與周邊零部件空間位置零部件間隙主要分布在以下幾處：Ø 后橋與備胎Ø 后橋與消聲器Ø 后橋與燃油箱Ø 傳動軸與油箱Ø 傳動軸與消聲器7.3.2. 傳動軸與后橋運動軌跡的確定后懸架空載狀態(tài)后鋼板彈簧靜撓度為36mm。以鋼板彈簧自由狀態(tài)作為下極限位置；以后橋上跳時緩沖塊與車身緩沖座的干涉量為緩沖塊的厚度2/3時作為后橋上極限位置。根據(jù)后懸架與后橋的運動特點，利用作圖法求出后橋的運動軌跡曲線，見圖20。傳動軸隨后橋的運動作相適應(yīng)性地運動。圖20 后橋運動軌跡線7.3.3. 傳動軸與周邊零部件間隙分析結(jié)果依照求出的后橋運動軌

27、跡曲線，對后橋與傳動軸運動狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字模擬，檢查其在運動過程中與周邊零部件間隙。傳動軸與周邊零部件最小間隙為傳動軸與消聲器之間的間隙，其最小值為118.7mm（如圖21所示）。118.7mm圖21傳動軸與排氣管的位置關(guān)系7.3.4. 后橋與周邊零部件間隙分析結(jié)果后橋與周邊零部件間隙分析結(jié)果為后橋與備胎的間隙最小，其最小值為340.8mm，如圖22所示。圖22 后橋與周邊零部件最小間隙位置7.4. 小結(jié)傳動軸在運動過程與周邊零部件的最小間隙為118.7mm。間隙值均很大，滿足要求。后橋在運動過程中與周邊零部件的最小間隙為340.8mm，間隙值均較大，滿足要求。8. 操作件校核報告8.1. 變速操

28、縱手柄運動校核變速操縱手柄運動校核主要是指極限位置以與換檔操作過程中換檔手柄與周邊件的間隙校核。校核主要是要求所有能到達(dá)的位置的變速操縱手柄不能與周邊件發(fā)生任何干涉，并且與周邊件還有合理的間隙空間。手柄極限位置是指在換檔時手柄能夠滿足換檔要求所達(dá)到的最大位置。變速手柄在任何位置時，距離駕駛室其他零件距離必須大于等于50mm。變速操縱手柄與周邊件的距離如圖23所示，變速手柄最后位置到駐車制動操縱手柄的最小距離為186mm（如圖23所示），手柄到座椅表面的最小距離為55mm（如圖24所示），最前位置的變速操縱手柄球頭與儀表臺的最小距離為149mm（如圖25所示），因此變速操縱手柄與周邊件的距離滿足

29、換檔操縱要求。186mm圖 23 變速操縱手柄與周邊件的距離圖24 手變速操縱柄與座椅的位置關(guān)系 圖25 變速操縱手柄球頭與儀表臺的位置關(guān)系1.2.3.4.5.6.7.8.8.1.8.2. 駐車制動手柄運動校核駐車制動手柄運動校核主要體現(xiàn)為手柄在極限位置狀態(tài)下和運動過程中手柄與周邊件的間隙校核。極限位置是指在制動器完全松開時制動手柄所處位置以與駐車時駕駛員拉起手柄所能達(dá)到的最大位置，制動手柄在兩個極限位置以與達(dá)到兩個位置的運動過程中都應(yīng)該與周邊件有足夠的空間間隙，并為保證操縱的方便性，其運動包絡(luò)與周邊件的間隙應(yīng)該合理。要求駐車制動手柄在任何位置與周邊件的距離大于等于50mm。駐車制動手柄運動包

30、絡(luò)如圖 1所示：圖 16 駐車制動手柄運動包絡(luò)空間如圖27所示，手柄運動過程中與后極限位置的變速操縱手柄的最小距離為38mm，駐車制動手柄與駕駛座椅最小距離為74mm（如圖所示），因此駐車制動與儀表板、座椅的間隙較小?？紤]實際使用情況，手柄與周邊件的距離能滿足制動手柄使用要求。圖27 駐車制動手柄與換檔手柄最小距離圖28 駐車制動手柄與駕駛座椅的位置關(guān)系1.2.3.4.5.6.7.8.8.1.8.2.8.3. 小結(jié) 上述主要分析校核了換檔操縱手柄和駐車制動手柄與周邊件的空間距離。這些操縱件都有足夠的運動空間，能滿足其操縱要求。而通過上述分析，將有利于提高設(shè)計階段操縱件設(shè)計和布置的品質(zhì)，從而保證

31、駕駛操縱的方便性、舒適性，提高整車總體布置水平。結(jié) 論在對某微型卡車底盤逆向設(shè)計的過程中，需充分考慮傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)、功能與布置。底盤布置的關(guān)鍵在于使各個系統(tǒng)的部件都能夠充分發(fā)揮功能，不會因為與其周邊的構(gòu)件發(fā)生干擾（如運動干涉）而影響功能的發(fā)揮，影響整車的運行。當(dāng)完成了初步的設(shè)計，應(yīng)反復(fù)分析、校核其合理性與舒適性，不斷改進(jìn)、完善，以期望設(shè)計的產(chǎn)品達(dá)到最佳性能。逆向的優(yōu)勢在于借鑒了已有車型的底盤布置情況，其安全性、經(jīng)濟(jì)性較高；其劣勢在于，容易限制了設(shè)計者的創(chuàng)造性，使設(shè)計者的思維局限于已有車型。致在本設(shè)計將結(jié)束之時，我想在此感在我完成設(shè)計過程中給予我?guī)椭娜藗?。?/p>

32、先，我想要感我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師黃劍鳴老師。在設(shè)計題目制定后，老師幫我理清思路；在我完成初稿時，又查看了我的設(shè)計論文，指出了我存在的很多問題。我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計。在此十分感黃老師的細(xì)心指導(dǎo)。其次，感對我的畢業(yè)設(shè)計提供極大幫助的迪科汽車設(shè)計公司。該公司為我的設(shè)計提供了實物和設(shè)計的場所，更重要的是在設(shè)計過程中，當(dāng)我的設(shè)計遇到難題時，公司的同事都耐心的給我解答，給我提供強(qiáng)大、專業(yè)的技術(shù)支持。最后，要感我的同組成員：周德紅、洪維、佰軍。本組成員相互幫助查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，相互溝通、討論、相互幫助。在設(shè)計的自始至終，我們同組的同學(xué)都傾力合作。如果沒有他們，我的設(shè)計也不能順利的進(jìn)行。參考文獻(xiàn)1 家瑞.汽

33、車構(gòu)造.2005年 機(jī)械工業(yè)2 余志生.汽車?yán)碚?2006年 機(jī)械工業(yè)3 王望予.汽車設(shè)計.2004年 機(jī)械工業(yè)4 偉軍.逆向工程：原理·方法與應(yīng)用.2008年 機(jī)械工業(yè)5 董寶承.汽車底盤.2003年 機(jī)械工業(yè)6 汽車工程手冊編寫組. 汽車工程手冊（設(shè)計篇）.2001年 機(jī)械工業(yè)7 黎亞洲.汽車底盤構(gòu)造與維修圖解.2009年 電子工業(yè)8 黃余平.汽車構(gòu)造教學(xué)圖解.2005年 人民交通9 盛選禹.CATIA V5基礎(chǔ)與實例教程.2009年 化學(xué)工業(yè)10 龍漢.CATIA V5逆向造型設(shè)計.2004年 清華大學(xué)文獻(xiàn)綜述基于CATIA V5在現(xiàn)代汽車逆向過程中的應(yīng)用摘要：結(jié)合某幾款汽車的

34、逆向過程，闡述了CATIA V5 軟件在汽車車身逆向過程中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：車身；逆向過程；CATIA V5Abstract： The paper illustrates the application of the software CATIA V5 to the vehicle reverse process in combination with the reverse process of a certain vehicle Keywords： vehicle body；reversion process；CATIA引言隨著世界汽車行業(yè)競爭的加劇，世界各大汽車公司都在降低公司各方面的成本

35、以提高公司在全球的競爭力。很多大公司為了降低設(shè)計方面的成本，加快產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，都越來越傾向于在了解競爭對手產(chǎn)品各方面性能與設(shè)計思想的基礎(chǔ)上開發(fā)本公司的汽車產(chǎn)品。這樣可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，同時提高產(chǎn)品的開發(fā)成功率。該現(xiàn)狀促成逆向工程技術(shù)在各國汽車制造業(yè)中的發(fā)展。CATIA V5 是Dassualt systems 公司與IBM 公司合作共同推出的微機(jī)版專業(yè)CAD/CAM/CAE一體化軟件,居世界CAD/ CAM/CAE領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子電器與消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計與制造領(lǐng)域，它具有卓越的知識智能、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計、有限元

36、分析、NC 編程、數(shù)字化虛擬樣機(jī)等強(qiáng)大的功能模塊,為許多用戶所青睞，其有的DMU電子樣機(jī)模塊功能與混合建模技術(shù)更是推動著企業(yè)競爭和生產(chǎn)力的提高。它通過可視化的特征樹與各種可視工具,使得三維參數(shù)化建模更加簡單易學(xué)。其中它的快速曲面重建QSR (Quick Surface Reconstruction) 主模塊極提高了逆向設(shè)計的效率，同時也縮短了逆向設(shè)計的周期，在現(xiàn)代汽車逆向開發(fā)的具有舉足輕重的地位。1、 逆向工程簡介逆向工程（亦稱反求工程，簡稱RE）是利用實物測量進(jìn)行快速反求建模的技術(shù)，它已成為機(jī)械工程等領(lǐng)域研究的熱點之一。其基本原理是：利用三坐標(biāo)測量設(shè)備等對實物進(jìn)行掃描測量，把獲得的工件幾何參

37、數(shù)輸入到反求模塊或?qū)Ｓ玫姆辞筌浖?，通過反求軟件獲取點數(shù)據(jù)群，再經(jīng)過對點數(shù)據(jù)群進(jìn)行編輯、過濾、整理、求精、排序、局部修改與重組等過程，自動生成曲面圖形，最終獲得同實物高度一致的模型。逆向工程技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：（1）新零件的設(shè)計設(shè)計的新零件來自于一個存在的零件模型。（2）復(fù)制一個存在的零件部分零件由于缺少設(shè)計和加工的文件，可以通過逆向工程技術(shù)獲得。（3）修復(fù)損壞或報廢的元件如果被測零件的表面被損壞或破舊，重構(gòu)的模型就無法與原來的零件進(jìn)行精確的比較。（4）發(fā)展精密模型工程師可以結(jié)合功能需求和美學(xué)需要設(shè)計概念產(chǎn)品，然后采用軟性材料，比如：木材、塑料等制作模型。（5）觀察自然

38、數(shù)據(jù)掃描零件以反求的目的重構(gòu)3D-CAD物理模型，設(shè)計者可以經(jīng)這個模型與最初的模型進(jìn)行比較。2、車身逆向設(shè)計車身逆向設(shè)計流程如圖1 所示樣品3D輪廓測量數(shù)據(jù)處理曲面構(gòu)建外形修飾CAM產(chǎn)生NC文檔逐層產(chǎn)生STL文檔模具加工模具成型產(chǎn)品復(fù)制RP快速成型圖1 整車逆向流程3、車身模型坐標(biāo)系的確定為了方便測量與測量后的數(shù)據(jù)處理，首先要確定車身坐標(biāo)系。對于轎車車身，一般以汽車前軸的中心為坐標(biāo)原點，向后為X軸，向右為Y軸，向上為Z軸。具體的做法是將車身支撐固定在單臂或雙臂的劃線機(jī)(三坐標(biāo)測量機(jī))，如圖3所示。根據(jù)測量的結(jié)果，調(diào)整車身的前、后、左、右等位置，最后確定車身沒有發(fā)生大的扭曲變形，直到正確為止。圖

39、2 車身坐標(biāo)系4、貼車身Mark點與測量于汽車車身，現(xiàn)在通常的做法是采用非接觸測量方法，比較常用的是采用結(jié)構(gòu)光的照相法。照相法的測量的核心就是點云片的拼接技術(shù)。首先在車身的表面噴灑乳白色顯像劑，然后在上面貼Mark標(biāo)記點。Mark標(biāo)記點實際上是后序測量的點云片的拼接所用的定位點。圖3 車身Mark點標(biāo)志點不要貼成直線，貼標(biāo)記點的原則是三維掃描的每幅幅面的圍應(yīng)該擁有四個標(biāo)記點，四個標(biāo)記點盡量能夠分散，盡量不要在孤立位置和曲率變化較大處。分散的目的就是將將來依據(jù)標(biāo)記點拼接的時候，可以將拼接誤差盡量地減小。標(biāo)記點貼的質(zhì)量直接影響測量的精度。隨著計算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的提高，單幅點云的精度一般都比較

40、高，但是不同的掃描系統(tǒng)之所以出現(xiàn)比較大的質(zhì)量差別就是因為點云片的拼接技術(shù)存在差別。同樣的掃描系統(tǒng)，標(biāo)記點的貼的技巧如果沒有充分掌握，測量出來的結(jié)果可能也有比較大的差別。標(biāo)記點是用于點云片的定位的。因此，標(biāo)記點測量的準(zhǔn)確與否對整個車身的測量精度至關(guān)重要。測量的方法一般是采用高精度的相機(jī)，在車身上一般還要放置一些測量基準(zhǔn)桿件，作為圖像處理時標(biāo)定。對車身上的所有標(biāo)記點從不同角度進(jìn)行大量的拍攝。然后進(jìn)行圖像處理，獲得標(biāo)記點的三維數(shù)據(jù)。5、 汽車逆向的測量工具目前，國外有關(guān)逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產(chǎn)品實物的CA D ，稱為“實物逆向工程”。數(shù)據(jù)測量是通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取

41、產(chǎn)品表面離散點的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類： （1）接觸式數(shù)據(jù)采集方法接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集。接觸式數(shù)據(jù)采集通常使用三坐標(biāo)測量機(jī)，測量時可根據(jù)實物的特征和測量的要求選擇測頭與其方向，確定測量點數(shù)與其分布，然后確定測量的路徑，有時還要進(jìn)行碰撞的檢查。該方法測量精度較高, 但測量效率低。由于測量時接觸被測件易劃傷其表面。適于測量點、特征線、孔等幾何特征（2）非接觸式數(shù)據(jù)采集方法非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運用光學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。1）線狀激光束測量(相位測量) 。該方法是將周期性的光柵投影到被

42、測曲面上, 通過光柵圖像的調(diào)制解調(diào), 求出被測曲面形狀的三維信息, 測量圍大、速度快, 但只能測量較平坦曲面, 曲面變化大時測量精度較低。2）光柵投影式測量(照相測量) 。該方法是將光柵投影到物體表面, 形成一塊待測區(qū)域, 由光學(xué)掃描系統(tǒng)測取實物的表面數(shù)據(jù), 用數(shù)碼像機(jī)獲取特征標(biāo)志點的三維坐標(biāo)位置。光柵投影式測量為非接觸測量, 對被測件表面無劃傷, 對復(fù)雜或大面積表面可分塊測量, 測量速度快, 點云密度高。6、 整理點云數(shù)據(jù)首先，在車身側(cè)面點云數(shù)據(jù)中，利用編輯器的刪除功能，數(shù)據(jù)點跑到車身的外面或部的壞點刪除。點云圍的選取技巧是，要適當(dāng)保留一定的邊緣部分，以便在擬合曲面時，能夠較為準(zhǔn)確地做出其邊

43、緣的形狀。其次，還要手工剔除壞點數(shù)據(jù)。在實體的拍攝過程中，有可能將一些錯誤的數(shù)據(jù)點錄入進(jìn)來，所以。對于點云數(shù)據(jù)的放大詳細(xì)觀察是很有必要的。通過局部放大觀察，可以將一些明顯與結(jié)構(gòu)無關(guān)的數(shù)據(jù)點剔除。以免干擾以后的工作。點云數(shù)據(jù)的數(shù)量是非常龐大的，但并不是都有用。拍攝所得到的點云，不論曲面變化幅度如何，其取點密度都是一樣的，所以，可以利用編輯器中的過濾(filter)功能來減少數(shù)據(jù)的數(shù)量。圖4 點云數(shù)據(jù)精簡7、點云的渲染 對點云鋪面渲染，點云看起來比較像實體，如圖10所示。這樣操作的目的是便于后續(xù)在做曲面的時候，容易分析曲面的大小，方便曲面規(guī)劃設(shè)計等。圖5 渲染效果8、曲面生成與曲面品質(zhì)分析利用CATIA V5 軟件中數(shù)字化外形編輯器DSE (Digitized ShapeEditor) 、快速曲面重建QSR (QuickSurfaceReconstruction) 、創(chuàng)成式外形設(shè)計GSD(GenerativeShape Design) 和自由曲面造型FS ( Freestyle)等主模塊, 通過點云處理、曲面重構(gòu)與光順對齊對點云進(jìn)行逆向。圖6 構(gòu)面得到曲面后, 進(jìn)入模塊Freestyle工作臺中, 利用CATIA提供的Freestyle分析工具分析所重構(gòu)曲面的品質(zhì), 要求曲面之間曲率連