1 引言

自改革开放以来，我国的现代工业水平实现了飞速发展。而作为工业领域的核心内容之一，机械工程中的机械设计原理及应用在整个机械科学体系中拥有至关重要的作用。由其搭建的基础理论体系和上层应用架构为复杂机械的应用方法创新与发展奠定了基础。由于机械设计理论的体系较为繁杂，与其关联的机械结构及零部件等理论研究与实践都会直接影响到机械装置的实际应用效果。作为我国工业、农业以及服务业的重要服务支持对象，机械设计理论的应用和产品化已具有较长的历史，并且已经实现了广泛普及。然而对其理论方面的研究仍会受到现实需求的影响。从工业技术的常规发展路径来看，只有出现新的机械装置应用需求时才能推动机械设计理论的创新和发展。

2 新型机械系统设计理论的应用范围与基本特征

经历了较长时间的发展和应用积累，我国的机械设计理论在产品转化和工业生产场景中的应用已积累了相当丰富的经验。从总体来看，机械设计领域的研究方向主要可归纳为以下几个方面，包含现代设计理论与方法，机械创新设计与方法，机械系统动态设计与仿真，传动新型理论设计，机器人机构与控制仿真，基于机械创新的设计与检测技术等几个大类。而从机械设计理论与汽车工程的关联性来看，应用最为广泛同时也是适配度最高的主要有两个方面，分别是汽车工程技术与汽车工程中的实际操作。考虑到汽车工业本是一个国家重点推进的制造业基础代表，其综合产能与产品的品质也彰显着国家制造业的整体水平。从这一角度来看，汽车工业不仅是泛泛理解的工业体系组成元素之一，也构成了现代工业技术的核心载体。目前的汽车工业理论基本原理与汽车工程工业紧密相关，在实际应用中二者的契合度也较为理想。汽车工程创新与转型都离不开汽车工程技术的支持，对于相应的工业操作和生产流程也有着较高要求。而在实际操作过程中，与机械设计同步创新的还包含理论层面的机械技术原理。有些时候还会关系到工艺理论的实际操作，这些内容都要依赖于机械设计理论而实现工艺进步。

3 新型机械设计理论在汽车工程方向的应用

3.1 汽车工程噪音与振动控制方向的应用

伴随着人们生活水平的持续改善与提高，消费者对于汽车类消费品的使用舒适性需求正在大幅增长。而汽车在行驶过程中的噪音和振动控制会直接影响其使用感受和市场反馈。在汽车制造行业中衡量此类舒适性的客观评价标准指标为NVH分析结果。NVH 即为由Noise（噪声）、Vibration（振动）和Harshness（声振粗糙度）三种关乎汽车噪音与振动的诱导因素构成的机械理论，这项分析的数值能够直观地反映出汽车产品使用的市场反馈情况。NVH的主要测量方式和数据来源是空气传播产生的噪音及发动机机架震动产生的噪音二者的综合结果。通过这种新型机械设计理论，NVH 能够改善现有发动机结构件的振动频率匹配状况，并大幅度消除震动过程中产生的耦合现象。此外，NVH分析还能极大程度地改善和提升产品的抗震动特性，让汽车发动机在运转过程中尽可能地降低其噪声和振动，以此创造良好的驾驶和使用体验。通过NVH新型机械理论的应用能够为静音车型的开发和设计提供最直接的性能指标。相关技术人员可以结合NVH的设计要求，对零部件的生产和组装等各个环节进行精细化管理并对各生产环节的衔接和组装工艺的优化实施工艺升级。从设计开发成本及实施周期等角度考虑，NVH分析均能够为新款车型的设计和测试模型搭建带来直接的静音效果保障。

例如，如果某款车型后桥在定速约40km/h的直线工况下会产生较大噪音或振动则需要将车速等参数代入进行NVH分析。如果最终得出的噪声成因源于后桥的结构特征本身，就需要分析后桥内的噪声激励源，常见的振动成因大多为后桥主减速器齿轮啮合过程中产生了振动冲击，经过桥壳传输至车身而造成较大的辐射性噪声。而利用NVH所提供的机械模型，根据约1N的主减速器齿轮圆周力就可准确得出后桥上的轴承荷载，为噪声的合理控制提供数据支持。通过这种间接性的优化方式可在实际噪声辐射值未知的情况下做好改进方案，免去了软件分析过程的成本和时间消耗，同时也避免了模型计算可能造成的额外误差。总体来看，集合了机械工业设计优势的以NVH分析法为代表的新型机械设计理论能够在优化传统工业设计成本结构，缩减开发周期的基础上，根据存在的机械设计薄弱点给出更有针对性的改进方向和应用效果保障措施。

文章来源：《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/qikandaodu/2021/0413/747.html