汽車(chē)工程中新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用

王凱軍

摘要：就目前而言，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求與日俱增，在原料選擇、外觀設(shè)計(jì)以及性?xún)r(jià)比方面都提出了更嚴(yán)格的指標(biāo)。因此，提高汽車(chē)制造的生產(chǎn)質(zhì)量、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)理念是當(dāng)務(wù)之急。本文將以新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論為切入點(diǎn)，對(duì)其在汽車(chē)工程方向的研究與應(yīng)用進(jìn)行闡述分析。

關(guān)鍵詞：新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論;汽車(chē)工程;運(yùn)用

近年來(lái)，社會(huì)的快速發(fā)展，也帶來(lái)其他各行各業(yè)的發(fā)展，機(jī)械技術(shù)行業(yè)也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。在這一背景下，帶動(dòng)了我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的快速發(fā)展，并推動(dòng)其向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。但同時(shí)，社會(huì)各行各業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，這就要求現(xiàn)有的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷改革完善，更好地適應(yīng)出現(xiàn)的新問(wèn)題及新情況。

一、新型機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化扮演著越來(lái)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(lái)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(yíng)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(huì)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(huì)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(mǎn)足個(gè)體意義以及社會(huì)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(huì)經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展。

二、新型機(jī)械設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)狀

在我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械是其中十分重要的一環(huán)，也是不可或缺的部分，尤其是一些在人類(lèi)生產(chǎn)生活中起到關(guān)鍵作用的一些機(jī)械化生產(chǎn)工作，在社會(huì)發(fā)展中有著更為重要的作用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及科技技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械設(shè)備也獲得新的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備不斷豐富，從而將人類(lèi)從以往繁重或危險(xiǎn)工作中解放出來(lái)。就目前來(lái)看，雖然在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，機(jī)械設(shè)計(jì)及理論相較于以往都有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但其中還存在一些明顯問(wèn)題，阻礙機(jī)械設(shè)計(jì)工作的進(jìn)一步發(fā)展。這就要求從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作的人員充分深入研究，開(kāi)展科學(xué)試驗(yàn)，討論實(shí)際問(wèn)題，從而推動(dòng)問(wèn)題的有效解決。以往，我國(guó)制造業(yè)的工業(yè)增加值已經(jīng)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展躍居世界第二，因此我國(guó)不論從哪個(gè)角度來(lái)看都可以算作是世界制造業(yè)大國(guó)。但是世界第二并不意味著我國(guó)已經(jīng)走上了制造業(yè)強(qiáng)國(guó)之路。制造業(yè)大國(guó)與制造業(yè)強(qiáng)國(guó)是量和質(zhì)的本質(zhì)差異。我國(guó)目前的機(jī)械設(shè)備及其產(chǎn)品還沒(méi)有擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)品制造質(zhì)量以及設(shè)計(jì)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比也還有很大的差距。另外，在機(jī)械產(chǎn)品功能上也是缺乏嚴(yán)重創(chuàng)新。從我國(guó)建國(guó)以來(lái)到現(xiàn)今，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)水平已經(jīng)有了很大進(jìn)步，但與美日德一些制造強(qiáng)國(guó)相比較，還處于落后地位。這種長(zhǎng)期的落后也說(shuō)明了我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)理論方法及技術(shù)缺乏自主創(chuàng)新，也預(yù)示著我國(guó)加緊開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)工作的重要性。因此，種種因素重重加碼要求我們必須要進(jìn)一步加深機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)工作，進(jìn)一步提升機(jī)械設(shè)計(jì)理論水平與設(shè)計(jì)水平，從而將新型設(shè)計(jì)理論完美地應(yīng)用在制造業(yè)中，才能推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)獲得新的發(fā)展。

三、新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車(chē)工程上的應(yīng)用

（一）零件磨損度的研究

自十八世紀(jì)六十年代的工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)就已經(jīng)迎來(lái)了嶄新的發(fā)展時(shí)期，從而帶動(dòng)了機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。近些年，我國(guó)道路交通網(wǎng)越來(lái)越完善，隨著生活質(zhì)量的大幅度提升，人們對(duì)于汽車(chē)的使用需求逐年遞增，汽車(chē)企業(yè)以及配套零件制造廠商紛紛上馬或者擴(kuò)建。汽車(chē)行駛過(guò)程中，精細(xì)部件會(huì)有磨損，影響汽車(chē)舒適度以及使用壽命。因此，在應(yīng)用新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論時(shí)，應(yīng)對(duì)汽車(chē)零部件的磨損進(jìn)行深入研究，以提高耐磨性、安全性以及舒適性。

（二）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(chē)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(guò)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(mǎn)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(duì)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(lái)改變檔位，任何一個(gè)齒輪出現(xiàn)磨損或者故障，都會(huì)影響變速器功能的實(shí)現(xiàn)。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)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(mǎn)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。

（三）噪音和振動(dòng)的研究

汽車(chē)行駛過(guò)程中，產(chǎn)生的噪音、振動(dòng)是衡量汽車(chē)性能優(yōu)越有否的重要指標(biāo)。為滿(mǎn)足環(huán)保要求，提高客戶(hù)體驗(yàn)滿(mǎn)意度，汽車(chē)噪音不能過(guò)大，且需要具有減振功能。因此，汽車(chē)制造成應(yīng)采用科學(xué)手段，進(jìn)行降噪、減震處理。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，精密計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)指數(shù)，并以此為根據(jù)，合理控制汽車(chē)噪聲與振動(dòng)級(jí)別。最簡(jiǎn)單的辦法就是通過(guò)頻率分布表，減少輸入載荷與結(jié)構(gòu)模態(tài)二者頻率相近的可能性，以削弱或者消除耦合現(xiàn)象，提高汽車(chē)的防振性能。同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)企業(yè)的目標(biāo)客戶(hù)群，結(jié)合市場(chǎng)需求，合理控制生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的占有率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

（四）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(chē)領(lǐng)域，如何優(yōu)化車(chē)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(chē)身作為汽車(chē)的主體框架，較高的強(qiáng)度以及剛度是延長(zhǎng)使用周期、保證安全運(yùn)行的必要條件。因此，汽車(chē)制造商應(yīng)采用有限元分析形式，憑借先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)車(chē)身設(shè)計(jì)進(jìn)行全面分析。具體如下：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)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(kāi)展結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析，查看汽車(chē)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(chē)身重量，進(jìn)一步優(yōu)化車(chē)結(jié)構(gòu)身設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

在汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，需要充分與工程技術(shù)結(jié)合，機(jī)械設(shè)計(jì)工作的基本原理以及基本設(shè)計(jì)理論在制造業(yè)中有效應(yīng)用其前景是十分廣闊的，尤其在汽車(chē)工程中應(yīng)用，所產(chǎn)生的效果是十分明顯的。

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