基于WAVE方法的摩托车车架设计

基于WAVE方法的摩托车车架设计

伍清平

伍清平

广州大运摩托车有限公司

摘要：摩托车车架的设计在实际的研发和生产过程中，需要经过很多环节，并且摩托车的整体车身的覆盖形式和具体的零部件设计以及组装，难度非常大，在装配精度和组装位置上的关系难以得到保障，在这其中，车架的设计中某个环节要进行参数的改变，就将要对其他所有的零部件进行重新的调整和规划，因此这对于整车的生产效率和开发时效都极为不利，极易造成资金、人力和技术的浪费。所以，采用WAVE技术将很好的解决此类问题，WAVE技术将主要的整车研发到实际的组装以及中间部分的模具的使用，都能够很好的进行关联，使得在改进车身尺寸和参数的情况下，无需对其他零部件进行重新设计，会直接对其进行尺寸和参数的更新，这就将极大的提高摩托车整车的开发和组装效率。

关键词：WAVE方法；摩托车车架；车架结构设计

一、摩托车车架的合理性设计

（一）摩托车车架的合理性研究

1、合理的设计总体车架

由于车架的整体设计的合理性关系到摩托车的驾驶安全和舒适度等问题，因此在车架的设计中要满足车架的强度与适合的硬度、精度、质量、成本和外观等因素。

2、足够的硬度

足够的硬度主要是为了确保摩托车在各种情况下驾驶的稳定性，这一点对于菱形式车架与跨栏式车架的大排量摩托车很重要。硬度不够易引起摩托车车架的变形，因此车架结构设计的关键因素是保证摩托车车架的足够硬度。

3、合适的刚度与精度

适合的刚度可以确保摩托车的操纵稳定以及舒适度适中，可以通过选用的车架外径和壁厚以及钢号运用理论公式来计算车架的扭转与弯曲刚度的结果。满足高精度的要求主要是为了保证车辆在行驶过程中的稳定性，车架的左右对称程度，前伸角度，油箱、侧盖、座垫安装位置，踏板车的塑料覆盖件的安装位置等等都需要满足高精度的要求，因此对车架的焊接程序与焊接夹具的研究是十分重要的。合理性的设计车架结构，保证车辆的高精度可以减少车辆装配带来的问题，从而提高了摩托车整车的质量。

4、质量可靠、成本较低、外形美观

车架设计结构中的必要考虑因素就是质量可靠、成本较低、外形美观，遵循简洁的设计理念，追求合理性的设计方案，从而减少不必要的浪费。因此将使用材料、弯曲和切削的加工量尽可能的控制在最小的使用范围内并且减少焊接量是当前合理设计车架的必然要求。

（二）合理的结构参数

由于摩托车的动力性能和稳定性能直接受车架的长度与高度的影响，因此在摩托车的设计过程中首先应确定摩托车的整车造型之后再对相应的悬挂方式和车轮形式进行选择，除发动机外的基本空车质量可以确定。在确定的轴距的情况下，发动机与车架之间的相对位置对整车的舒适度有很大的影响，所以在车架的发动机的吊装位置的设计应根据实际的计算数据确定。

二、WAVE技术的方法和主要特点分析

WAVE技术的出现源于美国，主要原因在于在生产车辆的整个过程中，需要投入很大的资金和人力以及技术，随着时代的进步，美国人逐渐的认识到了缩短研发和生产周期对提高经济收益的重要性，再加上现有的技术对于整车的开发帮助较少，因此必须进行技术的革新和完善，所以美国EDS公司适时的在关于提高产品的更新和研发能力，并缩短开发周期，避免重复设计带来的材料的浪费几个关键因素当中提出了全新的总体参数化的设计技术--WAVE，这一技术的出现使得整车的设计和研发再到实际生产，整个周期得到缩减，提高了整车开发的效率和质量。

（一）WAVE技术的主要特点

WAVE技术主要是通过对研发到生产以及中间的建模环节，对其进行了关联，将其中的参数进行整合，使得整车所有部件中某一个部件的尺寸发生改变之后，其他的零部件尺寸能够自动的进行更新，从而避免再次进行开发造成的时间和经济方面的浪费。这种技术比较适用于汽车、摩托车等复杂产品的研发、改造和系统化的设计。

（二）WAVE主要的功能和方法

WAVE主要的功能是对相关零部件进行建模，并在整体的零部件之间建立关联化的联系，使得设计能够自上而下，并且用概念化的设计控制整个设计的研发和实施，这对于大中型产品的开发尤为重要；此外WAVE作为一种系统性的工程，其采用的控制方法更适合大型复杂的产品研发与设计。在WAVE中所使用的主要工具有：WAVE几何关联装置、WAVE关联管理装置、WAVE零件关联控制器、WAVE尺寸导航装置和WAVE装配指导装置。在WAVE的实际使用过程中，主要是根据总得设计理念和规定进行该产品的尺寸和参数的设定，在定义完全各种大型零部件和主要的零部件过程中，控制零部件之间的结构和组装关系，并且主要的要建立零部件之间的关联，使得零部件之间的细节方面的尺寸需要和设计能够趋于稳定和一致性，从而提高产品的开发效率。

三、基于WAVE方法的摩托车车架设计研究

在摩托车车架的设计当中，首先要根据实际的设计需要进行总体的规划，比如整车当中的车身架构、车型选择、发动机选择和主要的制动系统的研发等，之后在对小部件进行规格的确定。在这其中最重要的也是最难实现的就是对于车身的车架设计，车架的装配难度是整个车身当中最复杂也是要求最高的。因此在实际的整车研发过程中，需要对整体车身的所有零部件进行全部的设计和尺寸的确定，以保证在实际的组装过程中能够实现高效率的组装和准确的组装定位，如果其中一项零部件出现尺寸错误或者需要重新进行位置的调整，就需要对其他相关部件进行尺寸的更改，所以就会导致整车的开发效率受到影响，也加大了整体主要的开发经济方面的投入。基于此，采用WAVE方法，可以将整车的开发成本降到最低，主要的方式就是利用WAVE方法中的自动更新零部件尺寸的特点，对其中一种零部件进行尺寸的更改时，其他零部件可以自动的更新尺寸和参数，而不需要对其进行重新设计，所以这就能够提高摩托车整车的开发效率和质量。

（一）建立相关的WAVE装配结构控制措施

在摩托车车架的整体设计过程中，要对其进行主要的结构进行设计控制，从控制的过程中保证车架的设计和最终生产能够符合实际的装配需要，从而逐步的提高整车的组装效率。

（二）建立零部件之间的关联性

零部件之间建立关联是WAVE方法中主要的技术特点，因此在实际的摩托车车架的设计过程中，应该注意将车架与其他零部件进行关联，以使得在车架尺寸发生变化时，其他的零部件能够自动的改变自身的尺寸和结构，从而适应车架的装配尺寸。

（三）对车架的零部件进行设计和研发

在对车架零部件进行设计和研发中，无需对其进行主要的参数确定，只需要按照规划的组装结构对其进行位置上的确定即可，这样做的目的在于，当车架的尺寸发生改变时，零部件的尺寸也会发生改变，因此对于其尺寸的确定应该在主要的车架尺寸确定之后自动的生成。

四、总结

总而言之，对于WAVE方法在摩托车车架中的设计应用，应该结合实际的使用环境和研发需要对整车的车架尺寸进行确定，从而借助WAVE技术的自动生成参数对其他零部件进行参数的确定，进而调高摩托车车架的设计效率和组装效率。

参考文献：

[1]刘志锋,刘建军,李强.一款新型三轮摩托车车架设计及整体造型开发[J].机械设计,2017,32(08):105-108.

[2]姜岩,何颖,孙立星.用于摩托车车架结构改进设计的有限元分析方法[J].小型内燃机与摩托车,2018,42(03):62-66.

[3]龚勉,赵波.基于WAVE方法的摩托车车架设计[J].上海工程技术大学学报,2017(02):95-98+107.