汽车工程中新型机械设计理论的应用

王凯军

摘要：就目前而言，汽车产业对于机械设计质量的要求与日俱增，在原料选择、外观设计以及性价比方面都提出了更严格的指标。因此，提高汽车制造的生产质量、创新机械设计理念是当务之急。本文将以新型机械设计理论为切入点，对其在汽车工程方向的研究与应用进行阐述分析。

关键词：新型机械设计理论;汽车工程;运用

近年来，社会的快速发展，也带来其他各行各业的发展，机械技术行业也迎来了新的发展机遇。在这一背景下，带动了我国汽车制造业的快速发展，并推动其向国际标准靠拢。但同时，社会各行各业中的竞争也日趋激烈，这就要求现有的市场经济体制不断改革完善，更好地适应出现的新问题及新情况。

一、新型机械设计发展意义

随着社会经济的高速发展，机械自动化扮演着越来越重要的角色，而新型机械设计理论应用的重要性越来越明显。一方面，从生产企业等个人利益出发，机械设计理论的研究与进步能够促进经营效益的提升，这也是机械设计发展的源动力之一。另一方面，从社会发展需求角度出发，新型机械設计能够优化生产模式，与科技发展相辅相成、共同进步，进而提高社会生产力水平。但是，并不是所有的新型机械设计理念都能够满足个体意义以及社会需求，因此，机械设计研发人员应根据时代特点，结合生产生活的实际情况，设计出实用性高、可操作性强的产品，以推动社会经济向前发展。

二、新型机械设计工作的现状

在我国制造业的生产过程中，机械是其中十分重要的一环，也是不可或缺的部分，尤其是一些在人类生产生活中起到关键作用的一些机械化生产工作，在社会发展中有着更为重要的作用。随着社会的不断进步以及科技技术的进一步发展，机械设备也获得新的发展，机械设备不断丰富，从而将人类从以往繁重或危险工作中解放出来。就目前来看，虽然在我国经济不断发展的基础上，机械设计及理论相较于以往都有了长足进步，但其中还存在一些明显问题，阻碍机械设计工作的进一步发展。这就要求从事机械设计工作的人员充分深入研究，开展科学试验，讨论实际问题，从而推动问题的有效解决。以往，我国制造业的工业增加值已经经过不断的发展跃居世界第二，因此我国不论从哪个角度来看都可以算作是世界制造业大国。但是世界第二并不意味着我国已经走上了制造业强国之路。制造业大国与制造业强国是量和质的本质差异。我国目前的机械设备及其产品还没有拥有完全的自主知识产权，产品制造质量以及设计水平与发达国家相比也还有很大的差距。另外，在机械产品功能上也是缺乏严重创新。从我国建国以来到现今，经过几十年的发展，我国机械设计水平已经有了很大进步，但与美日德一些制造强国相比较，还处于落后地位。这种长期的落后也说明了我国机械设计理论方法及技术缺乏自主创新，也预示着我国加紧开展机械设计理论研究，创新机械设计工作的重要性。因此，种种因素重重加码要求我们必须要进一步加深机械设计理论研究，创新机械设计工作，进一步提升机械设计理论水平与设计水平，从而将新型设计理论完美地应用在制造业中，才能推动我国制造业获得新的发展。

三、新型机械设计理论在汽车工程上的应用

（一）零件磨损度的研究

自十八世纪六十年代的工业革命以来，工业经济就已经迎来了崭新的发展时期，从而带动了机械制造产业的高速发展。近些年，我国道路交通网越来越完善，随着生活质量的大幅度提升，人们对于汽车的使用需求逐年递增，汽车企业以及配套零件制造厂商纷纷上马或者扩建。汽车行驶过程中，精细部件会有磨损，影响汽车舒适度以及使用寿命。因此，在应用新型机械设计理论时，应对汽车零部件的磨损进行深入研究，以提高耐磨性、安全性以及舒适性。

（二）发动机变速器的研究

众所周知，发动机是汽车的核心部件。而变速器作为发动机的关键组成部分，在行驶过程中，变速器的输出转速很大，这就需要扭矩以及最大输出功率满足特定速度需求。想要将变速器的特性与功能发挥至最大化，就不得不对各零部件的性能与联系进行深入分析与周密计算。同时，变速器是利用齿轮运转来改变档位，任何一个齿轮出现磨损或者故障，都会影响变速器功能的实现。因此，在机械设计过程中，要严格核算变速器齿轮数量，提高齿轮质量，保障变速器的质量，以满足加工工艺需求，保证发动机变速器安全、稳定运行。

（三）噪音和振动的研究

汽车行驶过程中，产生的噪音、振动是衡量汽车性能优越有否的重要指标。为满足环保要求，提高客户体验满意度，汽车噪音不能过大，且需要具有减振功能。因此，汽车制造成应采用科学手段，进行降噪、减震处理。在结构设计阶段，应根据标准规范，精密计算相关数据指数，并以此为根据，合理控制汽车噪声与振动级别。最简单的办法就是通过频率分布表，减少输入载荷与结构模态二者频率相近的可能性，以削弱或者消除耦合现象，提高汽车的防振性能。同时，还应根据企业的目标客户群，结合市场需求，合理控制生产成本，提高产品在市场上的占有率，实现经济效益最大化。

（四）在结构强度与模态分析及结构优化上的应用

在全球经济飞速发展的大环境下，节能减排、绿色环保、安全舒适成为产品机械设计的主旋律。在汽车领域，如何优化车身设计、提高产品性能是新型机械设计理论的研究重点。车身作为汽车的主体框架，较高的强度以及刚度是延长使用周期、保证安全运行的必要条件。因此，汽车制造商应采用有限元分析形式，凭借先进的检测技术，对车身设计进行全面分析。具体如下：在设计过程中，对各组件进行模态分析，分析结构件以及重要零部件的稳定性、强度以及刚度等;在结构分析阶段，辅助计算机软件，开展结构动态设计分析，查看汽车部件的振动模态。同时，还应尽可能采用那些强度高、密度低的材料，减轻车身重量，进一步优化车结构身设计，提高产品质量。

四、结语

在汽车设计与制造过程中，需要充分与工程技术结合，机械设计工作的基本原理以及基本设计理论在制造业中有效应用其前景是十分广阔的，尤其在汽车工程中应用，所产生的效果是十分明显的。

参考文献：

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[2]田振国·新型机械设计理论在汽车工程中的运用分析[J].中国科技投资，2019（8）：197.

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