新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程中的運(yùn)用研究

崔明 馬永健

【摘 ?要】近年來(lái)，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)水平的不斷提高，我國(guó)汽車制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)也取得了許多令人矚目的成就。特別是作為工農(nóng)業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)的輔助功能，機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。從而使新的機(jī)械設(shè)計(jì)理論能夠更好地應(yīng)用于汽車工程中，最大限度地發(fā)揮自身的作用，促進(jìn)汽車工程設(shè)計(jì)制造水平的提高，進(jìn)而滿足人們對(duì)汽車的需求。

【關(guān)鍵詞】新型機(jī)械;設(shè)計(jì)理論;汽車工程

引言

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)水平實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)原理及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用作為工業(yè)領(lǐng)域的核心內(nèi)容之一，在整個(gè)機(jī)械科學(xué)體系中起著至關(guān)重要的作用。其基本理論體系和上層應(yīng)用架構(gòu)為復(fù)雜機(jī)械應(yīng)用方法的創(chuàng)新和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。由于機(jī)械設(shè)計(jì)理論體系的復(fù)雜性，機(jī)械結(jié)構(gòu)和零件的相關(guān)理論研究和實(shí)踐將直接影響機(jī)械裝置的實(shí)際應(yīng)用效果。機(jī)械設(shè)計(jì)理論作為我國(guó)工農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的重要服務(wù)支撐對(duì)象，其應(yīng)用和產(chǎn)品化有著悠久的歷史，并得到了廣泛的推廣。但是，理論研究仍會(huì)受到實(shí)際需要的影響。從傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)發(fā)展路徑來(lái)看，只有出現(xiàn)新的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用需求，才能促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)理論的創(chuàng)新和發(fā)展。

1新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于汽車工程上的意義

汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的整體水平不僅代表著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的強(qiáng)大代表性，而且在一定程度上影響著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的全過(guò)程。從某種意義上說(shuō)，汽車行業(yè)作為一個(gè)更廣泛的行業(yè)，是最新技術(shù)的主要載體之一。比如航空、航天等領(lǐng)域的一些高新技術(shù)，只有在汽車工程產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上才能轉(zhuǎn)化為規(guī)?；a(chǎn)業(yè)。這說(shuō)明新的機(jī)械設(shè)計(jì)理論及相關(guān)原理對(duì)汽車工程和工業(yè)的發(fā)展具有較大的推動(dòng)作用。同時(shí)，隨著社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，人們對(duì)汽車工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來(lái)越高，這就要求汽車制造企業(yè)將新的機(jī)械設(shè)計(jì)理論合理地融入到汽車工業(yè)的各種生產(chǎn)活動(dòng)中，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)汽車工程的健康發(fā)展。另外，汽車工程研究的關(guān)鍵是技術(shù)研究，技術(shù)研究要立足于實(shí)際操作方向的研究。因此，實(shí)際操作研究與機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究有著非常密切的關(guān)系。

2新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程中的具體應(yīng)用

2.1汽車零部件抗磨損的應(yīng)用

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，交通運(yùn)輸體系日趨完善，對(duì)汽車的需求也在不斷增加。汽車已經(jīng)成為一種重要的交通工具。工業(yè)革命以來(lái)，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)迎來(lái)了巨大的發(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)的不斷擴(kuò)大，汽車機(jī)械制造的相關(guān)研究也在逐步深入，各種高精度零件也逐漸應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，因此，在汽車設(shè)計(jì)制造階段，汽車零部件的抗磨設(shè)計(jì)需要引起重視。在汽車的實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)零部件的表面容易磨損。在相互摩擦過(guò)程中，各種金屬器件的局部接觸點(diǎn)溫度會(huì)急劇升高，導(dǎo)致潤(rùn)滑油膜破裂，內(nèi)部原子擴(kuò)散。最后，部件表面會(huì)因附著力而磨損，產(chǎn)生鱗片或麻點(diǎn)。在這種情況下，可以選擇在構(gòu)件表面噴涂一層銅抗磨涂層，并在加工階段做好幾何設(shè)計(jì)，保證構(gòu)件的基本物理性能。在實(shí)際工作中，可以采用激光淬火、碳氮共滲和表面擠壓等方法來(lái)提高零件表面的耐磨性。此外，網(wǎng)狀磨缸也有利于構(gòu)件的初始磨損。選擇合適的工藝，生產(chǎn)出符合市場(chǎng)需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。

2.2變速器的應(yīng)用設(shè)計(jì)

汽車在應(yīng)用期間可以對(duì)機(jī)械式變速器進(jìn)行優(yōu)化。汽車中的變速器由于具有高輸出變速的特點(diǎn)，導(dǎo)致其最大的功率和扭矩一定要達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速才能夠?qū)崿F(xiàn)，所以要想將發(fā)動(dòng)機(jī)的效用全面實(shí)現(xiàn)，需要加裝一些變速裝置來(lái)滿足車輪在應(yīng)用中所需要的轉(zhuǎn)速要求。其中可以結(jié)合新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論，充分利用計(jì)算機(jī)對(duì)變速器的設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算，將零部件的功能做出明確，進(jìn)而提出科學(xué)的優(yōu)化方法，盡可能的保證整個(gè)車身的輕量程度。一般在變速器中機(jī)械式變速器是常見(jiàn)的類型之一，其設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面需要考慮到整體的輕量性和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，齒輪的體積總和一定要滿足汽車輕量化設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，并且需要保持汽車的螺旋角與倒擋的齒輪模數(shù)一致，在倒擋齒輪體積設(shè)計(jì)完成之后需要注意余檔的參數(shù)設(shè)計(jì)。另外可以結(jié)合變速器來(lái)將汽車的傳動(dòng)方式做出改版，并且實(shí)現(xiàn)多個(gè)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車檔位的變換。一旦在變速器中發(fā)現(xiàn)某個(gè)齒輪產(chǎn)生故障，整個(gè)減速器性能將會(huì)受到較大的影響，所以在器件優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)適當(dāng)?shù)脑黾踊蛘邷p少齒輪的數(shù)量與大小。

2.3噪聲與震動(dòng)方面的應(yīng)用設(shè)計(jì)

對(duì)于汽車產(chǎn)品而言，人們?cè)谔暨x該產(chǎn)品時(shí)主要注意的還是汽車的舒適性，而在舒適性的設(shè)計(jì)方面還是取決于汽車驅(qū)動(dòng)行駛期間的噪聲與震動(dòng)等指標(biāo)，該指標(biāo)被成為NVH。在新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用中，需要對(duì)汽車產(chǎn)品成品的振動(dòng)頻率加以匹配，然后結(jié)合NVH進(jìn)行分析，將汽車基本的減震和防噪性能指標(biāo)進(jìn)行明確和分析，這樣可以對(duì)汽車制造的整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化處理。同時(shí)車身對(duì)于整個(gè)汽車而言是重要的組成部分，只有車身保持足夠的強(qiáng)度才能夠保證車輛的使用壽命滿足人們的具體需求。在汽車產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和成本設(shè)計(jì)方面也同時(shí)需要進(jìn)行關(guān)注，所以要求對(duì)汽車噪聲和震動(dòng)設(shè)計(jì)方面做好精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)調(diào)研，然后結(jié)合汽車市場(chǎng)的形式和發(fā)展趨勢(shì)做好市場(chǎng)定位工作，選擇合適、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。一個(gè)國(guó)家的工業(yè)制造水平的最大體現(xiàn)就是汽車的設(shè)計(jì)與制造水平，因此提升對(duì)汽車結(jié)構(gòu)分析由于設(shè)計(jì)水平，能夠在保證車輛基礎(chǔ)性能的基礎(chǔ)上，促進(jìn)我國(guó)新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的未來(lái)研究與應(yīng)用。

2.4汽車外觀設(shè)計(jì)的應(yīng)用

隨著汽車數(shù)量的不斷增多，人們?cè)趹?yīng)用汽車期間，不僅需要對(duì)其舒適性加以考慮，同時(shí)還要對(duì)車輛的外觀進(jìn)行分析與關(guān)注，對(duì)于汽車外觀設(shè)計(jì)的藝術(shù)性與美感需要格外的關(guān)注。另外在汽車車身的設(shè)計(jì)方面，一定要注意車身設(shè)計(jì)的合理性，其中車身與外觀的設(shè)計(jì)是汽車制造工程中重要的設(shè)計(jì)部分之一。在具體的設(shè)計(jì)中需要對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行莫泰分析，將各個(gè)零部件的穩(wěn)定性和強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，借助計(jì)算機(jī)軟件來(lái)展開(kāi)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)，保證整體汽車產(chǎn)品的質(zhì)量。例如在汽車的外觀油漆使用中，結(jié)合我國(guó)環(huán)保理念的直接要求，其油漆需要使用環(huán)保無(wú)害的類型，并且在車型的設(shè)計(jì)中需要考慮到空氣動(dòng)力學(xué)等因素，整個(gè)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及空氣阻力指數(shù)的設(shè)計(jì)，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(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)理論，保證駕駛員在駕駛車輛期間的舒適性要求。

結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車工業(yè)的能力得到了提升。在汽車設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，需要與工程技術(shù)相結(jié)合，機(jī)械設(shè)計(jì)的工作原理和基本設(shè)計(jì)理論在制造業(yè)尤其是汽車工程的應(yīng)用中有著很好的發(fā)展空間。它不僅可以促進(jìn)汽車工程技術(shù)的進(jìn)步，而且可以使汽車工程設(shè)計(jì)工作越來(lái)越具體，從而產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)可以更好地提高一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力，可以全面提高各行業(yè)的機(jī)械化程度，讓人們從繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)。由此可見(jiàn)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度是十分必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張利虎. 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程方向的研究及應(yīng)用[J]. 時(shí)代汽車，2017（10）：59-60.

[2]李憲才. 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[J]. 科技資訊，2017，16（v.15;No.481）：128-129.

[3]田鑫. 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理念在汽車工程中的應(yīng)用研究[J]. 汽車博覽，2020，000（003）：88.