【正文】 ，它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新以創(chuàng)造出更大的利潤。 NX 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識，根據(jù)已知準則來確認每一設(shè)計決策。 NX 為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計和風(fēng)格提供了強有力 31 的解決方案。利用 NX 建模，工業(yè)設(shè)計師能夠迅速地建立和改進復(fù)雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進的渲染和來最大限度地滿足設(shè)計概念的審美要求。 NX 優(yōu)于通用的設(shè)計工具，具有專業(yè)的 管路 和線路設(shè)計系統(tǒng)、 鈑金 模塊、專用塑料件設(shè)計模塊和其他行業(yè)設(shè)計所需的專業(yè) 應(yīng)用程序 。 NX 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認和優(yōu)化產(chǎn)品及 其開發(fā)過程。通過在開發(fā)周期中較早地運用數(shù)字化仿真性能， UG NX 加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接 UG 所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為 UG NX 所有加工模塊提供一個相同的、 界面 友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測刀具沿軌跡運動的情況并可對其進行圖形化修改：如對刀具軌跡進行延伸、縮短或修改等。該模塊同時提供通用的點位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。 設(shè)計流程 H3 號車的設(shè)計階段運用了 更加直觀便于各總成的匹配和更改。在開發(fā)階段我們遵循了如下的流程 如圖 所示 ： 1）初步方案參數(shù)的確定。 2）總布置下發(fā)各總成的形式和設(shè)計硬點。 3）各總成負責人領(lǐng)取需要參數(shù)并開始 ug 的建模 4）對各部件進行可行性分析 5）更改 6）裝配 圖 圖 設(shè)計流程圖 初步方案確定硬點的位置 總成組 1 總成組 2 總成組 3 討論完成后的方案 更改形式和硬點 各總成的裝配 總布置圖的繪制 32 參數(shù)的選擇 經(jīng)過第三章的計算可以對各個參 數(shù)值的影響有了定性的了解并可以做一定的定量的分析也就是個參數(shù)組合對整車性能的影響。但個個參數(shù)之間是有沖突的每個參數(shù)都不可能達到最優(yōu)的數(shù)值，也不可能對其無限制的優(yōu)化下去因為分析能力的制約和制造能力的局限只能粗放性的選擇若干尺寸進行對比。 前面已經(jīng)說過參數(shù)的選擇要遵循已完成比賽為前提以節(jié)油為最終目的。首先輪距軸距的確定是非常關(guān)鍵的它關(guān)系到整車的動力性、經(jīng)濟性、平順性、操縱穩(wěn)定性等等。軸距主要保證發(fā)動機、駕駛員、傳動系統(tǒng)被布置在里面還要保證一定的操縱空間，輪距主要保證轉(zhuǎn)彎特性和抗側(cè)傾翻特性 如表 為輪軸距的比其 比值的大小體現(xiàn)了其某些運動性能的好壞 。在選定的參數(shù)的時候首先明確以下幾點： (1)整車布置形式為發(fā)動機后置后輪獨輪驅(qū)動，駕駛員被布置在了前面這樣軸荷會大于后輪。 (2)前軸為兩側(cè)懸臂軸那么輪距就會受到雙腿的空間限制。 (3)雙腿的長度決定了前懸的長度，這車的高度受頭部高度和發(fā)動機高度的限制。 表 輪軸距比的關(guān)系表 軸距 l 輪距 b 1400 1500 1600 1700 500 600 700 800 根據(jù)資料可以知道世界拉力錦標賽的所有參賽車隊的輪軸距比接趨近于 這一黃金分割點即說明這樣的比例既保證了高速性也保證了靈活穩(wěn)定性，但為了節(jié)油可以犧牲部分靈活性與動力性。發(fā)動機立起后頂點距車架零平面距離為450mm 可以使駕駛員的頭高（帶上頭盔后）于其高度相同。增大座椅與靠背的角度有 助 于 降 低 質(zhì) 心 高 度 但 視 野 會 受 到 影 響 。 根 據(jù) 最 高 車 速 Vmax=40km/h Vmin=10km/h 通過第三章的計算發(fā)現(xiàn)如果以最低速度過彎的話滿足抗側(cè)傾要求 甚至可以以更高的速度過彎。因為我們發(fā)現(xiàn)雖然發(fā)動機立起但是質(zhì)心位置并沒有改變又由于離地間隙和頭部高度下降所以可以認為質(zhì)心高度是在 200mm 以下，根據(jù)估算在通過八米半徑的彎道的時候可以將速度提高到 15km/h 以內(nèi)。龍門的高度應(yīng)該以駕駛員操縱時最自然的姿勢（當時躺姿）和駕駛員進出時的便捷性為首要參考。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn) 160~155cm的身高所對應(yīng)大腿高度大約在 250~270mm 這一區(qū)間最后將龍門高度設(shè) 33 定為 280mm加上 20mm的方管厚度龍門高度為 300mm。整車的寬度再計算車身的情況下要求在 750mm 以 內(nèi)，如果有取下 多度的情況可以適當放寬但不能超過 800mm 同時根據(jù)賽道信息比賽賽道最大坡為千分之三所以接近角在 左右為好，遂定為 6 度。 基于 UG 的各部件的設(shè)計 首先總布置部分要提供一些列參數(shù)對各總成進行約束，然后對各總成的形式提出意見。經(jīng)過三章的參數(shù)計算和上一節(jié)的選擇對比可以選取參數(shù)如下： 表 整車總體技術(shù)硬點 表 基本形式 掀蓋 /單排 /單座 驅(qū)動形式 動力總成立式后驅(qū) 外 形 尺 寸 長 mm 2700 寬 mm 780 高 mm 550 前輪距／軸距 mm 600／１５ ５０ 前懸 mm 780 后懸 mm 50 整 車 質(zhì) 量 參 數(shù) 整備質(zhì)量 kg 50 承載質(zhì)量 kg 50 滿載質(zhì)量 kg 100 空載前后軸荷 kg ( ) ( ) 滿載前后軸荷 kg （ ） （ ） 通過性 接近角 （ ） 7 離去角 （ ） 10 最小離地間隙 mm 50 動力系統(tǒng)以本田 1256 發(fā)動機和自主設(shè)計二級減速機構(gòu)為基本型，參如下： 基本形式 發(fā)動機后置立式右側(cè)傳動 發(fā)動機 Hoda1256 汽油單點化油器式 變速器 二級減速 附帶牙簽離合裝置 發(fā)動機排量 L 125 發(fā)動機最大功率 Kw/rpm 34 發(fā)動機最大扭矩 N /rpm 詳細設(shè)計為 ： 動力總成四點支撐 （前、后、左、右） 傳動方式為無聲鏈式傳動 動力傳動系統(tǒng)布置硬點： 發(fā)動機 懸置 點坐標 左前 x: y: z:20 左后 x: y: z:20 右前 x: y: z:20 右后 x: y: z:20 車輪定位尺寸布置硬點參數(shù) 輪胎類型 高速自行車輪胎 輪胎規(guī)格 20 前輪外傾 前輪前束 主銷內(nèi)傾 10 制動器、轉(zhuǎn)向、蓄電池布置參數(shù) 制動鉗心幾何參數(shù) x:0 y:1475 z： 130 轉(zhuǎn)向拉桿 mm 385 轉(zhuǎn)向把長度 mm 257 儀表臺 60 倒視鏡 40 負極接線柱 x:150 Y:950 Z:0 蓄電池尺寸 mm 130 70 130 主體尺寸的確定 主體尺寸參數(shù)包括輪距、軸距、整車高度等等。 UG 的建模分為草繪和實體建模，根據(jù)學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)草繪功能比較適應(yīng)復(fù)雜構(gòu)件的繪制實體建?？梢宰鲞m當?shù)难a充。首先可以對所要用到的部件進行測量然后進行草繪、拉伸、打孔、倒角、拆分體、修剪體、等等命令然后進行簡單的裝配如圖 就是其界面菜單。根據(jù)提供的外形尺寸要求得到車架建模完成體車架的繪制是一個反復(fù)論證的過程因為需要與各個總成 匹配所 35 以改動往往是一系列的而且需要進行大量的運動校核和相關(guān)材料試驗。所以淘汰了很多方案如下圖 就是經(jīng)過強度校核被否決的車架方案。對車 架 的要求也是很高的因為其既需要保證相當?shù)膹姸群蛣偠葍?yōu)希望盡量的降低重量，這往往既需要在材料上做選擇有需要在結(jié)構(gòu)上提出好的方案如圖 就是經(jīng)過強度分析后對后部進行加強后的模型，同時所設(shè)計的結(jié)構(gòu)還要滿足當前的加工要求。所以在車架的設(shè)計階段需要運用ANSYS 受力分析軟件，在對其進行強度校核的情況下不斷優(yōu)化其結(jié)構(gòu)。 如圖 即為最后采用的車間方案。 圖 界面菜單 圖 36 圖 圖 車架完成體 .2 轉(zhuǎn)向總成的設(shè)計 轉(zhuǎn)向總成包括可車輪的定位參數(shù)如內(nèi)傾、后傾、前束、和轉(zhuǎn)向角的大小等而且在保證車架寬度的情況下 不能入侵輪距的空間涉及到轉(zhuǎn)向梯形的校核和各個結(jié)構(gòu)的間隙調(diào)整。如 圖 就是所設(shè)計的車輪定位驅(qū)動 總成的一部分其不但起到定位的作用還要負責轉(zhuǎn)向承擔軸荷等要求。如 圖 為裝配工作菜單起作用就是將各個零部件裝配到一起，眾所周知機械類部件的基本形式為軸類，盤類，箱體類、等等而 UG 的裝配菜單就是以它們?yōu)榛镜难b配對象進行設(shè)置的，所以 裝配起來較為方便。 這部分需要大量的裝配操作涉及到空間上的配合和間隙的調(diào)整。 37 圖 車輪的定位總成 圖 裝配菜單欄 a 根據(jù)圖 可以發(fā)現(xiàn)裝配需要的幾條命令如 對齊、同心、角度、距離、垂直等等，有的時候一個裝配需要一條或若干條裝配命令去約束它的相對位置。 由于希望將轉(zhuǎn)向約束的結(jié)構(gòu)簡單操作輕便且不入侵駕駛員駕駛操縱空間和視線空間所以更換了若干條方案，有的是因為轉(zhuǎn)向方案操縱力矩過小不夠輕便，有的是因為空間上不允許。如圖 就是因為遮擋視線被否決的轉(zhuǎn)向方案。如圖 為在主銷的定位和轉(zhuǎn)向拉桿上大量的 運用了關(guān)節(jié)軸承這一構(gòu)件，主要是這種構(gòu)件在保證了定位的基礎(chǔ)上可以提供三個自由度這一功能。如圖 為隱藏了車輪后的轉(zhuǎn)向定位總成其中除了軸皮，球頭之外所有的部件均需要自行手工加工。 如圖 為最后決定采用的轉(zhuǎn)向裝置其具有占空間少，操縱方便制造容易等優(yōu)點。 38 圖 裝配菜單欄 b 由于希望將轉(zhuǎn)向約束的結(jié)構(gòu)簡單操作輕便且不入侵駕駛員駕駛操縱空間和視線空間所以更換了若干條方案，有的是因為轉(zhuǎn)向方案操縱力矩過小不夠輕便，有的是因為空間上不允許。 在主銷的定位和轉(zhuǎn)向拉桿上大量的運用了關(guān)節(jié)軸承這一構(gòu)件，主要是這種構(gòu)件在保 證了定位的基礎(chǔ)上可以提供三個自由度這一功能。 制動總成的設(shè)計 制動總成主要是以市售制動零件為主，主要側(cè)重購買重量輕制動效果好操縱方便的自行車閘、摩托車閘等 圖 為在網(wǎng)上過買的 V型閘 。根據(jù)選擇的類型對成 39 圖 備用專項方案 圖 主要部 件關(guān)節(jié)軸承 品進行拆裝測量繪制制動總成 3D模型 如圖 即為繪制的 3D模型 。 鑒于第三章對制動力矩的計算，可以根據(jù)制動力矩對制動部件進行選擇。 40 圖 不帶車輪的定位總成 圖 最后采用的轉(zhuǎn)向裝置 驅(qū)動部分的建模 驅(qū)動部分是 以 CATIA v5 進行的建模， CATIA v5 和 可已通過 stp 格式進行部件的共享并且可以對對方的建模文件進行更改，這樣既保證了各個小組的文件共享也大大縮短了建模時間而且兩種建模軟件的功能也有優(yōu)勢互補的效應(yīng)。在齒輪的繪制階段數(shù)字軟件的優(yōu)勢非常的明顯 ，如圖 即為經(jīng)過參數(shù)化設(shè)計的牙簽離合器 ，在 41 圖 購買的 v 形制動器 圖 測繪后建模出來的制動總成 UG 和 CATIA里我們可以直接進行參數(shù)化的設(shè)計和更改節(jié)省了大量的時間和工作量。驅(qū)動傳動部分的建模大致分三個部分，如圖 為原始發(fā)動 機的建模，經(jīng)過從新輕量化后還要對發(fā)動機的建模和變速機構(gòu)的從新設(shè)計，和傳動總成的建模如下圖 是傳動系統(tǒng)的從新設(shè)計。 42 圖 發(fā)動機 圖 后部傳動總成 圖 行星齒輪排 43 車身部分的建模 如圖 為對 H2 號車進行測繪后運用 CATIA 進行的建模，圖 為對 H3 號車進行重新設(shè)計的車身其曲率過度得程度和風(fēng)阻系數(shù)均要交 H2 號車要好的多。 這里的車身建模完成后還需要對其進行 ANSYSfluent 模塊兒的導(dǎo)入分析，在測定器風(fēng)阻系數(shù)后對其優(yōu)化 后 進行裝配。裝配完成后還要根據(jù)倒視鏡的 要求，對側(cè)窗進行確定同時在測定人眼視力的范圍后對前擋風(fēng)玻璃的范圍進行確定。如下圖 就是確定完成后設(shè)計的前擋風(fēng)玻璃。 圖 號車車身 圖 號車的車身 44 H3 號車的總體裝配 在建模完倒視鏡、點火模塊兒、座椅、蓄電池、等其他附件后，就可以進行最后的總裝配了當然裝配的時間是比較長的。最后得到了完整的 3D 總布置圖，可以通過觀察和測量尺寸間隙對設(shè)計進行合理性評估 如圖 為最后裝配完成后的車身 。 圖 總裝配后的車身 H3 號車的人機效應(yīng) UG 為客戶提 供了相當豐富的模塊兒其中汽車總布置模塊兒對人機工程和內(nèi)飾設(shè)計有很大的幫助。在設(shè)計 H3 號車的座椅和駕駛員操縱空間的時候運用了該模塊節(jié)省了大量的時間也達到了比較好的效果。如圖 就是人機工程部分測繪視覺參數(shù)的示意圖。如圖 為 中的人機工程總布置包其中包含了汽車總體布置中幾乎所有的重要參數(shù)。通過人機工程界面可以運用眼橢圓工具測量人的視野空間從而設(shè)計儀表盤。通過前方事業(yè)工具可以測量風(fēng)擋玻璃的面積并將其優(yōu)化，通過倒視鏡較多測量工具可以對倒視鏡的角度和巨人的距離進行優(yōu)化。如圖 為總布置模塊兒的菜 單。而后可以調(diào)出亞洲人的人體模型，因為是節(jié)油車的設(shè)計所以駕駛員不會是按照 95%的大多數(shù)人群身高來選擇而是接近于 5%的人體身高來選擇。將駕駛員人偶調(diào)整好姿勢和高度后放入 H3 號節(jié)油競技車內(nèi)調(diào)整她的坐姿并檢查身體各部分如腿部腳部與車體有無沖突的地方。然后裝配上車身附圖 可以觀察其