新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方向的研究與應(yīng)用

侯朋朋 張健

摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)也取得了諸多顯著的發(fā)展成效。特別是作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的輔助配套功能來說，機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。論文結(jié)合主要應(yīng)用需求和應(yīng)用方向，針對機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程領(lǐng)域的研發(fā)要點(diǎn)展開探討。

關(guān)鍵詞：新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論 汽車工程 應(yīng)用

引言

人類社會的發(fā)展，就是經(jīng)濟(jì)進(jìn)步以及科技進(jìn)步，不斷推動(dòng)人類的發(fā)展，技術(shù)不斷改變?nèi)藗兩畹姆绞?，也改變著出行發(fā)展，如今在社會上汽車是十分普遍的一種代步工具，另外機(jī)械設(shè)備的不斷更新，讓社會生產(chǎn)力逐漸進(jìn)步，當(dāng)下人們的生活質(zhì)量提升，機(jī)械設(shè)計(jì)也是隨之進(jìn)步，新型機(jī)械設(shè)計(jì)開始受到人們的重視，在汽車工程中，對新型機(jī)械設(shè)計(jì)展開應(yīng)用，可以提升產(chǎn)品的精度以及智能化，滿足人們以及社會的需求，促進(jìn)汽車工業(yè)的進(jìn)步以及提升。

1新型機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展意義

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化扮演著越來越重要的角色，而新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論應(yīng)用的重要性越來越明顯。一方面，從生產(chǎn)企業(yè)等個(gè)人利益出發(fā)，機(jī)械設(shè)計(jì)理論的研究與進(jìn)步能夠促進(jìn)經(jīng)營效益的提升，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的源動(dòng)力之一。另一方面，從社會發(fā)展需求角度出發(fā)，新型機(jī)械設(shè)計(jì)能夠優(yōu)化生產(chǎn)模式，與科技發(fā)展相輔相成、共同進(jìn)步，進(jìn)而提高社會生產(chǎn)力水平。但是，并不是所有的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理念都能夠滿足個(gè)體意義以及社會需求，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)研發(fā)人員應(yīng)根據(jù)時(shí)代特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)生活的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出實(shí)用性高、可操作性強(qiáng)的產(chǎn)品，以推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展。

1新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程中的具體應(yīng)用

1.1汽車零部件抗磨損的應(yīng)用

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，交通系統(tǒng)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(yè)革命之后，機(jī)械制造業(yè)在工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)下，得到極大的發(fā)展機(jī)遇，汽車的出現(xiàn)改變了人們的出行方式和生活方式，隨著汽車制造業(yè)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，汽車機(jī)械制造的相關(guān)研究也在逐漸深入，各種高精密度的零部件也在逐漸應(yīng)用在汽車設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中，因此在汽車設(shè)計(jì)與制造階段，需要對汽車元件的抗磨損設(shè)計(jì)加以關(guān)注。由于汽車在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)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(diǎn)溫度會急劇上升，導(dǎo)致潤滑油膜破裂，內(nèi)部原子發(fā)生擴(kuò)散作用，最終使元件的表面由于粘著產(chǎn)生磨損，出現(xiàn)鱗尾或者麻點(diǎn)。在這種情況下，可以選擇在元件的表面噴上一層銅質(zhì)的抗磨覆蓋層，并做好加工階段的幾何形狀設(shè)計(jì)，保證元件的基本物理性能。在實(shí)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(qiáng)化，另外網(wǎng)紋磨削氣缸也有利與元件的初始磨損，應(yīng)選擇合適的工藝技術(shù)從而生產(chǎn)出符合市場需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。

1.2發(fā)動(dòng)機(jī)變速器的研究

眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的核心部件。而變速器作為發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵組成部分，在行駛過程中，變速器的輸出轉(zhuǎn)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(fā)揮至最大化，就不得不對各零部件的性能與聯(lián)系進(jìn)行深入分析與周密計(jì)算。同時(shí)，變速器是利用齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)來改變檔位，任何一個(gè)齒輪出現(xiàn)磨損或者故障，都會影響變速器功能的實(shí)現(xiàn)。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格核算變速器齒輪數(shù)量，提高齒輪質(zhì)量，保障變速器的質(zhì)量，以滿足加工工藝需求，保證發(fā)動(dòng)機(jī)變速器安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3在汽車工程噪音和振動(dòng)中應(yīng)用

汽車在人類歷史發(fā)展中占據(jù)著不可忽視的地位，而汽車各零件的質(zhì)量、高效率運(yùn)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(gè)零件或者設(shè)備存在問題，那么汽車的安全性則無法得到保障，進(jìn)而對人們的正常出行帶來影響。根據(jù)汽車故障調(diào)查表發(fā)現(xiàn)，汽車故障性振動(dòng)是導(dǎo)致汽車無法正常使用的主要原因。汽車在實(shí)際運(yùn)行過程中，通常人們會根據(jù)產(chǎn)生的噪音、振動(dòng)等綜合性指標(biāo)，衡量汽車的質(zhì)量，同時(shí)也是判斷汽車舒適感的重要指標(biāo)，與汽車品牌的樹立有著密切的聯(lián)系。若想要保障汽車綜合性指標(biāo)符合人們實(shí)際需求，則需要減少收入負(fù)載頻率與結(jié)構(gòu)模態(tài)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(dòng)頻率的合理匹配，減少振動(dòng)中耦合情況的發(fā)生，同時(shí)還可以提高產(chǎn)品的振動(dòng)特性，進(jìn)而可以減少汽車的噪音和振動(dòng)。此外，合理應(yīng)用 NVH分析，可以提前判斷新開發(fā)車的性能指標(biāo)，同時(shí)還可以起到對設(shè)計(jì)和制造完善的作用。應(yīng)用 NVH分析最大的優(yōu)勢是在設(shè)計(jì)成本費(fèi)用和開發(fā)時(shí)間上都可以為新型車提供有力的保障。

1.4在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的大環(huán)境下，節(jié)能減排、綠色環(huán)保、安全舒適成為產(chǎn)品機(jī)械設(shè)計(jì)的主旋律。在汽車領(lǐng)域，如何優(yōu)化車身設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品性能是新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的研究重點(diǎn)。車身作為汽車的主體框架，較高的強(qiáng)度以及剛度是延長使用周期、保證安全運(yùn)行的必要條件。因此，汽車制造商應(yīng)采用有限元分析形式，憑借先進(jìn)的檢測技術(shù)，對車身設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析。具體如下：在設(shè)計(jì)過程中，對各組件進(jìn)行模態(tài)分析，分析結(jié)構(gòu)件以及重要零部件的穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及剛度等 在結(jié)構(gòu)分析階段，輔助計(jì)算機(jī)軟件，開展結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析，查看汽車部件的振動(dòng)模態(tài)。同時(shí)，還應(yīng)盡可能采用那些強(qiáng)度高、密度低的材料，減輕車身重量，進(jìn)一步優(yōu)化車結(jié)構(gòu)身設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2結(jié)語

總之，機(jī)械設(shè)計(jì)在制造方面的應(yīng)用，關(guān)系到工業(yè)的整體發(fā)展，新型機(jī)械設(shè)計(jì)在新時(shí)代下得到迅速發(fā)展，將新型機(jī)械設(shè)計(jì)適當(dāng)應(yīng)用到汽車工程中，汽車設(shè)計(jì)的整體水平會得到提升，各方面部件的性能以及質(zhì)量會更加出眾，從而讓汽車工業(yè)更加具備競爭力，這對社會發(fā)展也是有著顯著意義的，有助于社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

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（作者單位 ：山東交通技師學(xué)：）