CATIA（二）-转向管柱DMU的运动模型重要性及间隙控制

转向管柱的DMU看似简单，但运动模型的建立对于确保转向管柱与周边零部件的间隙至关重要。本文以四向手动可调转向管柱为例，详细介绍了DMU建模的步骤和注意事项。首先，转向管柱的拆分应基于运动单元，如长度调整、角度调整和溃缩驱动等。在建模过程中，7个约束和4个驱动可以模拟转向管柱的溃缩运动，方便后续分析。特别需要注意的是，转向管柱手柄的运动包络并非严格以旋转轴线为中心，而是沿着特定的曲线运动，这一点在建模时容易被忽视。其次，转向管柱护罩与手柄之间的间隙控制至关重要。间隙过大会影响品质感，过小则可能导致干涉。通过建立转向管柱运动的全包络，并控制驱动曲线，可以直观地分析间隙问题。此外，转向管柱护罩应与转向管柱手柄一起放入运动模型中，以模拟其相对运动。在实际设计中，可以参考目标设计结构件，将与转向管柱手柄相关的周边件的相对运动包络做出来。这样，在转向管柱手柄的包络基础上，可以更直观地设计转向管柱护罩的结构。总之，虽然本文的知识点较为细节，但对于转向管柱护罩与手柄之间仅有4-5mm间隙的情况，精确的包络建模显得尤为重要。未来，电动四向可调转向管柱的运动分析也将是一个有趣的研究方向。转向管柱DMU建模的关键在于运动模型的建立和间隙控制。通过拆分运动单元、设置约束和驱动，可以模拟转向管柱的溃缩运动。特别要注意转向管柱手柄的运动包络，并非严格以旋转轴线为中心。在设计中，建立转向管柱运动的全包络，并控制驱动曲线，有助于分析转向管柱护罩与手柄之间的间隙问题。通过参考目标设计结构件，可以更直观地设计转向管柱护罩的结构。精确的包络建模对于确保转向管柱护罩与手柄之间仅有4-5mm间隙的情况至关重要。

转向管柱的DMU本来没什么太难的，因为约束少，好多人其实都不做。但是有一点，转向管柱本身驱动并不少，不做个运动模型，单靠按照推理移动，恐怕不太方便，而且，你确定你平移的包络是准确的么，验证一下吧。

本节只针对常见的四向手动可调转向管柱，其他方式的以后会介绍，比如稍微好一点的车的电动四向可调。

首先，拿到一个转向管柱，如下图所示，很有德国范的一个转向管柱。

转向管柱系统总成数模

图中绿色件为铸铝件，减重，模态都有好处，但是很贵，呵呵，同样功能的管柱，找长春某虏伯与找绵阳某管柱厂家，价格能差出一倍。这个管柱用的溃缩机构是德系车里常用的一种机构，另外还有一种管柱，如下图：

转向管柱总成

这种管柱标志性的机构就是拉脱块式的溃缩机构，注意后面是有结构保持溃缩力的。

之前在老东家，领导跟我说过，DMU关键在怎么拆分零部件，有道理。先把第一个转向管柱按照运动单元分拆：

第二个转向管柱拆分如下：

第一个转向管柱的DMU建模约束如下：

第二个转向管柱的DMU建模约束如下：

这图对应前面，能看明白吧

上图中，菱形2为长度调整驱动，旋转3为角度调整驱动(后面细说)，旋转7为手柄松开压紧驱动，菱形4为转向管柱溃缩驱动。7个约束4个驱动，模型是可以模拟碰撞管柱的溃缩运动的，运用起来很方便的。

这里重点说一下点-曲线5，好多人并没做这一块的约束，只是单纯把手柄按照旋转3做了旋转运动，其实手柄的运动包络是按照下图中的黑色曲线运动的，而不是严格以旋转3的轴线为中心做旋转，包络能差不少，还是需要重视一下。

这个模型其实最大的用处就是判断转向管柱及调节手柄在运动过程中与周边零部件的间隙，尤其与转向管柱护罩的间隙，转向管柱护罩避让转向管柱操作手柄，间隙留大了显得品质太差，留少了调节过程中会干涉，这里的间隙都是一分一毫抠出来的，下图中，转向管柱护罩开了一个大孔，都看到里面的结构了，会让人感觉品质感不行，一般下护板会把这里挡住，具体看实际情况。

一般会把转向管柱护罩放到运动模型里，因为转向管柱护罩是跟着转向管柱上段运动的，他和转向管柱手柄之间属于运动件和运动件之间的关系。

首先先建立一个转向管柱运动的全包络，(下图不包括溃缩)，用曲线控制驱动(以后抽时间聊一聊这项操作)，紫色曲线1控制转向管柱手柄开合关闭(0—39°)，蓝色曲线2控制转向管柱长度调节(±23mm)，粉色曲线3控制转向管柱角度调节(±2°)。

关于运动件和运动件之间的结构设计，在建立好模型后，一般会参考目标设计结构件(就是你要做那个件)把与他相关的周边件的相对运动包络做出来，如下图，在做包络的时候：

如上图，如果做转向管柱手柄相对转向管柱护罩的包络，在“要扫略的产品”1框中选择转向管柱手柄，在“参考产品”2框中选择转向管柱护罩，点击预览查看包络：

这样就是假设转向管柱护罩是静止的，把转向管柱手柄的所有位置都做出来了，这时候根据转向管柱手柄的包络做转向管柱护罩的结构就比较直观一些了。

本文的知识点比较小，但考虑转向管柱护罩与手柄之间的间隙某些时候只做到4-5mm，转向管柱手柄包络做的准一点就很有必要了。我手里有几个电动四向可调转向管柱的结构数据，只可惜是cgr版本的，电动四向可调的转向管柱做做运动分析，其实是真的比较有意思的

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