新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用

侯朋朋 張健

摘要：隨著時代的進步，我國的機械設計理論基礎也取得了諸多顯著的發展成效。特別是作為工業、農業及相關服務業的輔助配套功能來說，機械設計理論的應用范圍也在不斷擴大。論文結合主要應用需求和應用方向，針對機械設計理論在汽車工程領域的研發要點展開探討。

關鍵詞：新型機械設計理論 汽車工程 應用

引言

人類社會的發展，就是經濟進步以及科技進步，不斷推動人類的發展，技術不斷改變人們生活的方式，也改變著出行發展，如今在社會上汽車是十分普遍的一種代步工具，另外機械設備的不斷更新，讓社會生產力逐漸進步，當下人們的生活質量提升，機械設計也是隨之進步，新型機械設計開始受到人們的重視，在汽車工程中，對新型機械設計展開應用，可以提升產品的精度以及智能化，滿足人們以及社會的需求，促進汽車工業的進步以及提升。

1新型機械設計發展意義

隨著社會經濟的高速發展，機械自動化扮演著越來越重要的角色，而新型機械設計理論應用的重要性越來越明顯。一方面，從生產企業等個人利益出發，機械設計理論的研究與進步能夠促進經營效益的提升，這也是機械設計發展的源動力之一。另一方面，從社會發展需求角度出發，新型機械設計能夠優化生產模式，與科技發展相輔相成、共同進步，進而提高社會生產力水平。但是，并不是所有的新型機械設計理念都能夠滿足個體意義以及社會需求，因此，機械設計研發人員應根據時代特點，結合生產生活的實際情況，設計出實用性高、可操作性強的產品，以推動社會經濟向前發展。

1新型機械設計理論在汽車工程中的具體應用

1.1汽車零部件抗磨損的應用

在經濟快速發展背景下，交通系統正在逐漸趨于完善，汽車的使用需求也在不斷的增加，汽車成為了重要的交通工具。自從工業革命之后，機械制造業在工業經濟的發展推動下，得到極大的發展機遇，汽車的出現改變了人們的出行方式和生活方式，隨著汽車制造業的規模在不斷擴大，汽車機械制造的相關研究也在逐漸深入，各種高精密度的零部件也在逐漸應用在汽車設計與生產中，因此在汽車設計與制造階段，需要對汽車元件的抗磨損設計加以關注。由于汽車在實際應用中，相關的組成元件表面容易受到磨損，各種金屬器件在相互摩擦過程中，局部的接觸點溫度會急劇上升，導致潤滑油膜破裂，內部原子發生擴散作用，最終使元件的表面由于粘著產生磨損，出現鱗尾或者麻點。在這種情況下，可以選擇在元件的表面噴上一層銅質的抗磨覆蓋層，并做好加工階段的幾何形狀設計，保證元件的基本物理性能。在實際工作中，可以利用激光淬火、碳氧共滲以及擠壓表面等工藝措施來將元件表面的耐磨性加以強化，另外網紋磨削氣缸也有利與元件的初始磨損，應選擇合適的工藝技術從而生產出符合市場需求的高質量產品。

1.2發動機變速器的研究

眾所周知，發動機是汽車的核心部件。而變速器作為發動機的關鍵組成部分，在行駛過程中，變速器的輸出轉速很大，這就需要扭矩以及最大輸出功率滿足特定速度需求。想要將變速器的特性與功能發揮至最大化，就不得不對各零部件的性能與聯系進行深入分析與周密計算。同時，變速器是利用齒輪運轉來改變檔位，任何一個齒輪出現磨損或者故障，都會影響變速器功能的實現。因此，在機械設計過程中，要嚴格核算變速器齒輪數量，提高齒輪質量，保障變速器的質量，以滿足加工工藝需求，保證發動機變速器安全、穩定運行。

1.3在汽車工程噪音和振動中應用

汽車在人類歷史發展中占據著不可忽視的地位，而汽車各零件的質量、高效率運作和安全性，對人們的日常出行有著非常重要的影響。若汽車的某個零件或者設備存在問題，那么汽車的安全性則無法得到保障，進而對人們的正常出行帶來影響。根據汽車故障調查表發現，汽車故障性振動是導致汽車無法正常使用的主要原因。汽車在實際運行過程中，通常人們會根據產生的噪音、振動等綜合性指標，衡量汽車的質量，同時也是判斷汽車舒適感的重要指標，與汽車品牌的樹立有著密切的聯系。若想要保障汽車綜合性指標符合人們實際需求，則需要減少收入負載頻率與結構模態頻率的一致性，可以利用頻率分布表妥善解決上述問題，這樣在一定程度上不僅可以促使振動頻率的合理匹配，減少振動中耦合情況的發生，同時還可以提高產品的振動特性，進而可以減少汽車的噪音和振動。此外，合理應用 NVH分析，可以提前判斷新開發車的性能指標，同時還可以起到對設計和制造完善的作用。應用 NVH分析最大的優勢是在設計成本費用和開發時間上都可以為新型車提供有力的保障。

1.4在結構強度與模態分析及結構優化上的應用

在全球經濟飛速發展的大環境下，節能減排、綠色環保、安全舒適成為產品機械設計的主旋律。在汽車領域，如何優化車身設計、提高產品性能是新型機械設計理論的研究重點。車身作為汽車的主體框架，較高的強度以及剛度是延長使用周期、保證安全運行的必要條件。因此，汽車制造商應采用有限元分析形式，憑借先進的檢測技術，對車身設計進行全面分析。具體如下：在設計過程中，對各組件進行模態分析，分析結構件以及重要零部件的穩定性、強度以及剛度等 在結構分析階段，輔助計算機軟件，開展結構動態設計分析，查看汽車部件的振動模態。同時，還應盡可能采用那些強度高、密度低的材料，減輕車身重量，進一步優化車結構身設計，提高產品質量。

2結語

總之，機械設計在制造方面的應用，關系到工業的整體發展，新型機械設計在新時代下得到迅速發展，將新型機械設計適當應用到汽車工程中，汽車設計的整體水平會得到提升，各方面部件的性能以及質量會更加出眾，從而讓汽車工業更加具備競爭力，這對社會發展也是有著顯著意義的，有助于社會經濟的進步。

參考文獻：

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[3]張利虎.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究及應用 [J].時代汽車，2020（20）：59-60.

（作者單位 ：山東交通技師學：）