探索汽車工程方向的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用

摘 要： 眾所周知，汽車作為目前普遍的交通工具，其整體制造水平可以真實(shí)地反映出我國制造業(yè)的實(shí)際發(fā)展水平。同時(shí)，由于機(jī)械設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展，推動(dòng)我國社會(huì)生產(chǎn)力的革新，有效改善了人們的生活水平，也使得相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，從而為新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在當(dāng)前汽車工程中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，文章主要分析了汽車工程方向的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用，以此來不斷優(yōu)化汽車的多項(xiàng)性能，并促進(jìn)新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論進(jìn)一步完善與發(fā)展，推動(dòng)我國工業(yè)化水平的進(jìn)一步提升。

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

一、 引言

近些年來，隨著新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究的不斷深入，汽車工程管理與設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量也在不斷的提高，這為我國汽車工程制造奠定了更為良好的基礎(chǔ)。因此，相關(guān)工作者必須加強(qiáng)新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的認(rèn)識(shí)與研究，深化汽車工程方向的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)我國汽車工程行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

二、 我國機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新型機(jī)械技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，典型的有優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)以及有限元設(shè)計(jì)技術(shù)這兩種。優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)數(shù)學(xué)的要求更高，通過數(shù)學(xué)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的提升，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和功能。有限元設(shè)計(jì)技術(shù)也是通過相關(guān)設(shè)計(jì)調(diào)整機(jī)械產(chǎn)品精度的數(shù)值方法。但是新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用價(jià)值更高，新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論不僅可以加深對(duì)機(jī)械運(yùn)行基礎(chǔ)條件的了解，同時(shí)也能夠進(jìn)一步細(xì)化機(jī)械工程定位與設(shè)計(jì)工作，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)與歸納出簡單的工作原理，有助于促進(jìn)了我國機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展。

三、 汽車工程方向的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用價(jià)值分析

根據(jù)新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究的要點(diǎn)來看，有具體包括驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械仿生原理、傳動(dòng)環(huán)保與節(jié)能、機(jī)器人開發(fā)與研究以及輕工機(jī)械傳動(dòng)原理等。從在某種意義上來講，汽車工作作為一個(gè)較為廣泛的工業(yè)，是最新技術(shù)的主要載體之一。例如，部分航空、航天等多個(gè)領(lǐng)域的高新技術(shù)只有在汽車工程工業(yè)的基礎(chǔ)上才能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。由此可以表明，新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論與相關(guān)原理對(duì)于汽車工程與工業(yè)的發(fā)展來說具有較大的促進(jìn)作用。與此同時(shí)，隨著社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，人們對(duì)于汽車工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越高，這就要求汽車制造企業(yè)要將新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論合理融入汽車工業(yè)的各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，以此來進(jìn)一步推動(dòng)我國汽車工程的健康發(fā)展。

四、 汽車工程方向的新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用

（一）在汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新時(shí)期，節(jié)能降耗、安全舒適已經(jīng)成為現(xiàn)代化汽車結(jié)構(gòu)、技術(shù)與性能研發(fā)過程中一個(gè)十分重要的方向。車身作為汽車重要的組成部分，一定要具備較高的強(qiáng)度才能夠有效保證汽車的壽命，而足夠的剛度則可以充分滿足汽車準(zhǔn)備與具體的使用要求。對(duì)于新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論中的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與檢測技術(shù)來說，機(jī)械有限元分析法可以充分滿足上述車身的設(shè)計(jì)要求，具體應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一方面，在汽車設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中，可以對(duì)機(jī)械零件的剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性進(jìn)行客觀的分析;另一方面，在汽車結(jié)構(gòu)分析過程中，由于經(jīng)常使用有限元法來分析各構(gòu)件的模態(tài)，并且可以在計(jì)算機(jī)上直觀地看到的各構(gòu)件的振動(dòng)模態(tài)，這就能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供較大的便利。為此，在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有限元分析法的應(yīng)用可以大大提升車身整體的設(shè)計(jì)水平。

（二）在變速器的研究設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)械式變速器作為一種較為常見的變速器類型，在對(duì)其細(xì)節(jié)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)其輕量性與穩(wěn)定性進(jìn)行綜合的考量。目前，在設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器的過程中，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)來完成數(shù)字運(yùn)算，并在此基礎(chǔ)上更加深入的分析與歸納優(yōu)化零部件功能的具體方法，盡可能保持整車的輕量程度。同時(shí)，技術(shù)人員也可以應(yīng)用變速器來轉(zhuǎn)變汽車傳動(dòng)的具體方式，應(yīng)用多個(gè)齒輪來完成擋位變換。其中，齒輪總體積要符合汽車輕量設(shè)計(jì)函數(shù)，汽車螺旋角也要與倒擋齒輪模數(shù)保持一致。為此，要在完成佘檔設(shè)計(jì)后，再對(duì)倒擋齒輪體積的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。另外，在變速器運(yùn)行的過程中，一旦其某個(gè)齒輪出現(xiàn)故障，減速器正常的運(yùn)行就會(huì)受到影響。因此，在對(duì)器件實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加或者是減少齒輪的數(shù)量與大小。

（三）在汽車零件抗磨損的設(shè)計(jì)研究應(yīng)用

汽車作為一種高損耗率與高發(fā)動(dòng)率的機(jī)械，在實(shí)際生產(chǎn)制造的過程中又需要應(yīng)用到大量的高精密度零部件，這就要求設(shè)計(jì)人員在對(duì)汽車元件與零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要充分重視汽車零件與元件的抗磨抗損設(shè)計(jì)。另外，由于汽車元件表面極易受到磨損，因此在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中，要在其表面均勻噴灑銅質(zhì)抗磨覆蓋層;在對(duì)元件進(jìn)行加工時(shí)，也要充分重視幾何形狀的設(shè)計(jì)，以此來大大增強(qiáng)元件表面的物理性能。

（四）車身和外觀設(shè)計(jì)應(yīng)用

汽車車身與外觀設(shè)計(jì)作為汽車工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，在具體設(shè)計(jì)期間就要注重車身與車型的差別。一方面，汽車車身所選用的油漆一定要是環(huán)保的，對(duì)人體無害的;在車型設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮到空氣動(dòng)力學(xué)因素，其中，整車的匹配要求與沖壓分塊均要達(dá)到汽車工程設(shè)計(jì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)空氣阻力系數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，以此來在保證汽車造型滿足美工要求的同時(shí)還不影響到提速。另外，在設(shè)計(jì)車身與外觀時(shí)，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合信息機(jī)械設(shè)計(jì)理論的相關(guān)要求來確保駕駛?cè)笋{駛汽車過程中的舒適性與安全性。特別是對(duì)座椅材質(zhì)的選擇、靠背傾斜角度以及座椅調(diào)整旋鈕的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)計(jì)算，以此來大大提升車身與外觀設(shè)計(jì)的合理性，進(jìn)一步增強(qiáng)汽車產(chǎn)品的綜合市場競爭優(yōu)勢。

五、 結(jié)語

總之，隨著人們對(duì)于汽車各方面的性能需求不斷提升，深化機(jī)械設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)，在汽車工程方向應(yīng)用新型機(jī)械設(shè)計(jì)理念是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢，有助于促進(jìn)我國汽車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須加以重視。

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作者簡介：? 徐瑞晨，廣島技術(shù)（南京）汽車部件有限公司。