新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用

摘要：本文以新型機械設計理論的發展意義與方向作為文章的切入點，從新型機械設計理論的相關內容與理論要點進行分析，進而提出在汽車工程方面新型機械設計理論的具體應用，為汽車工程方向的研究發展提出相關建議與意見，以供參考。

關鍵詞：機械設計理論;汽車工程;研究與應用

0 ?引言

隨著我國機械設計水平的不斷提升，汽車制造產業的快速發展，二者融合的相關研究已經一點點的向國際發達水平進行靠攏，另外在全球經濟大環境支持下，市場競爭也愈發激烈，這樣要求我國的汽車制造企業需要積極結合現代市場狀況來調整產業機構，在內部管理中完善相關的管理機制，以此來滿足優勝劣汰的市場需求。目前我國汽車制造業對于機械設計的質量需求在日益增加，在原材料、外觀設計以及性價比方面都被提出了更高的要求，所以應當在此背景下，在汽車制造方面充分應用該理論，積極研究高創新性的新型機械設計理論，為汽車生產企業創造更高的經濟效益。

1 ?新型機械設計發展的重要意義和方向

1.1 意義

在我國社會經濟快速發展的背景下，機械自動化研究有著極其重要的意義和作用，并且新型機械設計理論的應用重要性也日益明顯。

一方面，在生產企業和個人利益方面出發，機械設計理論的研究與應用能夠有效的促進經營效益的提升，這也是機械設計未來發展的主要源動力，為未來機械設計的發展方向做出重要的指引[1]。

另一方面在社會發展需求的角度出發可以看出，如著眼于具體的生產模式方面，新型機械設計能夠良好的優化生產模式，工業生產在科學技術的支持下，與科技共同作用、共同發展，進而促進整體的社會生產力水平快速提升。需要注意的是，并不是所有的新型機械設計理論都能夠充分滿足個體意義和社會具體需求，因此需要機械設計人員需要根據時代發展的特點，結合生產與社會的實際情況，設計出實用性強、可操作性高的相關產品，進而促進社會經濟的快速發展。

1.2 方向

目前我國的機械設計已經不再是某一個小零件的生產，而是需要生產滿足大眾需求與社會要求的主要產品，同時也要生產推動我國社會經濟發展的產品，在此基礎上，對于外觀的設計與時間的掌握也需要進行明確，進而更好的滿足人們與社會對于機械生產的實際需求。隨著社會中制造行業市場的需求逐漸多樣化，對于機械產品的質量要求也在逐漸升高，因此導致我國的機械設計原理與方法也要結合市場的具體需求，進行不斷的創新與改變。從另一角度講，新型機械設計原理、方法與手段，都需要結合實際市場情況進行創新，從而保證機械產品設計的精度和效率，產生實用而且貼近市場需求的產品，并且在智能化技術的支持下，還要保證機械產品的便捷性與智能性。

2 ?新型機械設計理論的主要內容

新型機械設計理論屬于機械工程的內容之一，其主要在機械的性能以及功能方面做出重要的分析，主要結合定量的形式對機械構件的組成與運行原理進行明確。其中在機械制造理論的研究要點中包含很多種內容，例如仿生原理、驅動控制技術、機器人的開發與研發、輕工機械傳動原理等，這些都是需要在扎實的機械設計理論的基礎上建立的新型技術與原理，也是深入了解機械運行的基礎條件，進而更加細致的劃分機械工程的定位和設計，將復雜歸納成簡單。新型機械設計理論在工業、農業、服務業以及科技行業等方面都有著極其廣泛的應用，其中主要的研究內容包括不同機械器件的組裝、控制等，學科內容主要包含信息學、仿生學、人機學以及生物學等，并且其具有著較為復雜的知識體系和較為獨特的學科研究特色[2]。

在實際應用中，一般都需要復合型材料作為整體的材料支持，其理論的研究方向在于輕工自動機械工程和計算機復制工程等，并且在現實產品設計方面經常要運用到現代的檢測技術來實施相關數據的統計與分析。隨著近些年我國新型機械理論研究水平的不斷提升，在工業管理與設計方面的質量也在不斷提升，這為工程制造工作和科研工作創造了極大的便利，而隨著科技的快速發展，機械設計理論的輔助功能逐漸突出。在汽車工程中應用機械設計理論，主要是從一些汽車零部件、變速器、防震以及外觀設計等方面進行設計，結合不同的設計內容與設計要求，達到人機統一的目標，進而通過數據庫建模的方式，完善汽車的智能化設計，在各種工程建設中，都需要機械設計理論的應用。

3 ?新型機械設計理論在汽車工程中的具體應用

3.1 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。

3.2 變速器的應用設計

汽車在應用期間可以對機械式變速器進行優化。汽車中的變速器由于具有高輸出變速的特點，導致其最大的功率和扭矩一定要達到一定的轉速才能夠實現，所以要想將發動機的效用全面實現，需要加裝一些變速裝置來滿足車輪在應用中所需要的轉速要求。其中可以結合新型機械設計理論，充分利用計算機對變速器的設計進行數字運算，將零部件的功能做出明確，進而提出科學的優化方法，盡可能的保證整個車身的輕量程度[3]。一般在變速器中機械式變速器是常見的類型之一，其設計細節方面需要考慮到整體的輕量性和穩定性設計，齒輪的體積總和一定要滿足汽車輕量化設計的實際需求，并且需要保持汽車的螺旋角與倒擋的齒輪模數一致，在倒擋齒輪體積設計完成之后需要注意余檔的參數設計。另外可以結合變速器來將汽車的傳動方式做出改版，并且實現多個齒輪來實現汽車檔位的變換。一旦在變速器中發現某個齒輪產生故障，整個減速器性能將會受到較大的影響，所以在器件優化設計中應當結合實際情況來適當的增加或者減少齒輪的數量與大小。

3.3 噪聲與震動方面的應用設計

對于汽車產品而言，人們在挑選該產品時主要注意的還是汽車的舒適性，而在舒適性的設計方面還是取決于汽車驅動行駛期間的噪聲與震動等指標，該指標被成為NVH。在新型機械設計理論的應用中，需要對汽車產品成品的振動頻率加以匹配，然后結合NVH進行分析，將汽車基本的減震和防噪性能指標進行明確和分析，這樣可以對汽車制造的整個環節進行優化處理。同時車身對于整個汽車而言是重要的組成部分，只有車身保持足夠的強度才能夠保證車輛的使用壽命滿足人們的具體需求。因此在車輛裝備設計期間，可以結合有限元分析法，將車輛中主要的零部件剛度、強度以及穩定性加以明確。同時在汽車結構分析期間，可以結合計算機建模的方法和動態測控的形式，提升汽車結構分析與設計水平。在汽車產品的開發周期和成本設計方面也同時需要進行關注，所以要求對汽車噪聲和震動設計方面做好精準的數據調研，然后結合汽車市場的形式和發展趨勢做好市場定位工作，選擇合適、科學的設計方案。一個國家的工業制造水平的最大體現就是汽車的設計與制造水平，因此提升對汽車結構分析由于設計水平，能夠在保證車輛基礎性能的基礎上，促進我國新型機械設計理論的未來研究與應用。

3.4 汽車外觀設計的應用

隨著汽車數量的不斷增多，人們在應用汽車期間，不僅需要對其舒適性加以考慮，同時還要對車輛的外觀進行分析與關注，對于汽車外觀設計的藝術性與美感需要格外的關注。另外在汽車車身的設計方面，一定要注意車身設計的合理性，其中車身與外觀的設計是汽車制造工程中重要的設計部分之一。隨著我國汽車產量在不斷增加，各種型號、功能的車輛也在逐年遞增，并且各種零部件需要在生產期間進行系列化與品牌化，便于后期的維修與維護，但是由于在汽車設計期間的外形、車型以及車身等方面的不同，需要的設計方法也有所不同。在具體的設計中需要對各個組件進行莫泰分析，將各個零部件的穩定性和強度數據進行明確，借助計算機軟件來展開動態化設計，保證整體汽車產品的質量。例如在汽車的外觀油漆使用中，結合我國環保理念的直接要求，其油漆需要使用環保無害的類型，并且在車型的設計中需要考慮到空氣動力學等因素，整個車輛的沖壓分塊和匹配的要求需要滿足汽車工程的具體設計標準，以及空氣阻力指數的設計，需要既要滿足車輛的總體造型，又不能失去外形的美觀與審美感和提速要求，因此需要結合機械設計理論，保證駕駛員在駕駛車輛期間的舒適性要求。此外對于作業靠背的設計而言，在使用的材質方面以及靠背角度的設計方面都需要在機械理論的支持下進行精準計算，不僅需要滿足設計的合理性，還要滿足駕駛人員的實用性與舒適性，保證汽車總體設計的科學性原則。

4 ?結語

綜上所述，隨著國民經濟的快速提升，汽車在人們的生活與工作中扮演的角色愈發重要，這無疑是為汽車制造企業帶來了極大的挑戰，因此需要汽車制造企業結合合適的技術與手段，打造高質量的汽車形態，為人們的出行方便與安全性提供基礎，為汽車生產企業創造更高的經濟收益，對汽車外觀、變速器、零部件以及噪音和震動方面加以優化，以此在汽車產業快速發展的背景下，促進我國機械制作業的蓬勃發展。

參考文獻：

[1]郭文.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用[J].中外企業家，2019（28）：202.

[2]王皓.新型機械設計理論在汽車工程方向的研究與應用[J].山東工業技術，2019（09）：51.

[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，2017（20）：59-60.

作者簡介：黃明軒（1999-），男，河北滄州人，本科，學生，研究方向為工程力學。