汽車機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)優(yōu)化與研究

梁遠(yuǎn)　靳小霞

摘 要 變速器作為汽車傳動(dòng)系的一個(gè)重要組成部分，其好壞會(huì)對(duì)汽車的整體性能產(chǎn)生重要影響。近年來市場(chǎng)上自動(dòng)變速器不斷的發(fā)展，幾乎出現(xiàn)在所有類型的車輛之上，但仍不能取代傳統(tǒng)的機(jī)械式變速器。所以對(duì)機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、研究就顯得相當(dāng)重要，本文對(duì)機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化與研究提供了部分可行的方案。

關(guān)鍵詞 汽車 機(jī)械式變速器 優(yōu)化 研究

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

汽車產(chǎn)業(yè)是當(dāng)前我國工業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，新產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展必然會(huì)推動(dòng)汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不可估量的作用，而且汽車生產(chǎn)制造水平也是衡量一個(gè)國家工業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。變速器作為汽車傳動(dòng)系的一個(gè)重要組成部分，其的好壞會(huì)對(duì)汽車的整體性能產(chǎn)生十分重要的影響。近年來市場(chǎng)上自動(dòng)變速器不斷的發(fā)展，幾乎出現(xiàn)在所有類型的車輛之上，但仍不能取代傳統(tǒng)的機(jī)械式變速器。對(duì)此，機(jī)械式變速器的優(yōu)化研究便具有十分重要的意義。

1汽車機(jī)械式變速器現(xiàn)存的相關(guān)問題

機(jī)械式變速器在汽車中的應(yīng)用仍然非常廣泛，在目前人們對(duì)于汽車需求不斷改變的情況下，汽車機(jī)械式變速器的應(yīng)用仍然能夠滿足許多汽車愛好者的使用需求。對(duì)此在當(dāng)前變速器市場(chǎng)中手動(dòng)的機(jī)械式變速器，憑借著簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性和成熟的制造工藝以及較低的成本等優(yōu)勢(shì)仍占據(jù)著市場(chǎng)主導(dǎo)地位。盡管如此，變速器在設(shè)計(jì)過程中仍然存在許多問題。

機(jī)械式變速器動(dòng)力傳輸扭矩大，相對(duì)轉(zhuǎn)速高，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)就可以達(dá)到最大功率。為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)揮最大的工作性能，就需要對(duì)變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配，采用合適的變速裝置進(jìn)行扭矩輸出。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多專業(yè)的設(shè)計(jì)分析軟件相繼應(yīng)用，變速器的設(shè)計(jì)和研發(fā)及測(cè)試有了較為快捷的工作平臺(tái)。用現(xiàn)代化的方式來設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)模擬工況，并精確計(jì)算，對(duì)局部零件、結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整車設(shè)計(jì)的輕量化要求。達(dá)到經(jīng)濟(jì)性高、低排放的目的。另外，利用計(jì)算機(jī)模擬所設(shè)計(jì)出的變速器，其功能雖然得到一定優(yōu)化，但安全性、穩(wěn)定性仍然存在較大問題。所以在利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化改善的同時(shí)仍然需要進(jìn)行變速器的可靠性優(yōu)化探究。

2可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的首要任務(wù)還是對(duì)變速器模型的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中輕量化和可靠性兩個(gè)要求存在一定的矛盾性，所以設(shè)計(jì)時(shí)在可靠性和輕量性之間需要找到合適的平衡點(diǎn)，在保證可靠性的同時(shí)盡量滿足輕量化的要求。變速器輕量化設(shè)計(jì)，要結(jié)合變速器齒輪體系，依據(jù)變速器總尺寸與最低輕量化設(shè)計(jì)函數(shù)。因齒輪系采用漸開線齒輪傳動(dòng)，所以相互吻合的一堆齒輪模數(shù)應(yīng)相同。另外倒擋齒輪模數(shù)與螺旋角相同，其體積應(yīng)決定與倒檔的傳動(dòng)比。在其他擋位都設(shè)計(jì)好以后，按倒擋傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算其相關(guān)的齒輪參數(shù)。

若單一從體積方面去達(dá)到輕量化的要求，那么在可靠性的設(shè)計(jì)上就要加以考量。為此，應(yīng)在尺寸設(shè)計(jì)函數(shù)基的礎(chǔ)上，加上對(duì)可靠性的分析。建立起基于輕量化和可靠性的多元化設(shè)計(jì)模型。因變速器內(nèi)部有諸多傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其內(nèi)部的工作狀態(tài)。對(duì)機(jī)械是變速器內(nèi)部可能發(fā)生的問題進(jìn)行假設(shè)，并在假設(shè)的基礎(chǔ)上，以此為目標(biāo)問題驚醒可靠性的研究，優(yōu)化齒輪的體積和數(shù)量等其他相關(guān)參數(shù)。

以多角度多方向也可以描述為多目標(biāo)、多點(diǎn)的最終分析方式，獲得相對(duì)一致并且在性質(zhì)方面存在低差異的方式，成為目標(biāo)的綜合方式。采用分散研究的方法，將目標(biāo)問題劃分為不同相對(duì)獨(dú)立的問題，從不同的角度不同的方向進(jìn)行研究，從而獲得同一的函數(shù)方程。在此基礎(chǔ)上對(duì)不同的變量進(jìn)行適當(dāng)分類。引入其他變量，在輕量化、可靠性的分析上增加權(quán)重，從而計(jì)算目標(biāo)數(shù)值。

變速器的可靠性是決定汽車可靠性、安全性的重要依據(jù)。為此，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡最大可能使用合理方式進(jìn)行優(yōu)化，將所需可靠性作為設(shè)計(jì)主要項(xiàng)目，從而增加機(jī)械是變速器的穩(wěn)定性，提高市場(chǎng)上采用機(jī)械式變速器的汽車占比。

3結(jié)語

機(jī)械式變速器可以適用于當(dāng)前市場(chǎng)的絕大多數(shù)汽車，所以在變速器的設(shè)計(jì)方面需要有更加全面的細(xì)節(jié)考慮、和更加全面的系統(tǒng)優(yōu)化分析。應(yīng)用分散式多元化的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而滿足機(jī)械式變速器的優(yōu)化需求。

參考文獻(xiàn)

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