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汽车机械式变速器设计分析

摘要:在汽车各类构件之中,变速器具有十分重要的作用,不仅可以对汽车的行驶速度进行改变,还能对汽车的使用性能产生影响。本文对变速器齿轮的优化设计方式进行总结,通过对变速器档数进行有效控制,对档位传动比进行有效计算两方面论述了现代机械式变速器档位的优化设计方法。

关键词:机械式变速器;现代设计;传动比

由于相关技术的不断创新,人们对汽车变速器要求不断提升,既要对动力性能进行保证,还要将变速器的外形优势突显出来,从而利用最低成本来获取更高质量的变速器设计。在具体设计工作过程中,需要对材料使用和变速器自身重量提高重视程度,以质量为前提因素,降低齿轮和轴系自身的重量。由于变速器是以现代设计方式出现,在提升质量性能的同时,变得更加灵巧。

1变速器齿轮的现代优化设计方式

1.1对齿轮的模数和压力角进行控制。在齿轮设计过程中,厚度和齿轮模数据有很大关联,如果齿轮的模数越多,自身厚度也会有所提升。在设计过程中,设计人员需要对模数进行有效控制,保证每对齿轮之间均具备相匹配的模数,提升齿轮的实用性,为变速器的功能实现创造良好条件。为了将齿轮的生产加工成本降低,同时避免齿轮的生产难度增高,设计人员可以将齿轮模式设计为同种规格[1]。齿轮模式的确定也可以通过计算得出,并与传递扭矩相结合,对制作材料进行确定,再结合相关技术标准,将最小中心距确定出来。在压力角选择时,应该与渐开线运动方向相结合,以及受力分析,最终实现压力角的有效确定,该项数值也与渐开线和点离基圆之间的距离有关。1.2保证齿轮宽度和螺旋角与标准相符。在齿轮宽度计算过程中,可以对齿宽系数和分度圆直径相结合,将具体数值相乘,而在具体工作开展时,需要考虑齿轮工作的稳定性要求,与此同时,将变速器自身重量和体积进行降低。为了提升应用效果,设计人员还需要对齿轮宽度进行有效设计,如果设计面过于狭窄,其自身承载能力也会出现大幅度降低,无法与实际使用要求相符,同时无法对稳定性进行保证。而在齿轮螺旋角设计上,应该与实际标准相结合,对倾斜程度进行全面控制,才能将具体的斜齿轮优势充分发挥出来,提升齿轮结构整体的荷载能力[2]。1.3控制好齿轮齿数和变位系数。由于齿轮齿数和变位系数的合理控制,可促使齿轮的传动比与变速器档数匹配到一起。在具体齿数设计过程中,应提升设计工作的科学性,如果齿轮齿数过少,便会影响齿轮之间的啮合程度,降低主传动的稳定性。为了延长齿轮使用的寿命,齿轮变位情况必须得到合理控制,在变位系数设置好之后,设计人员可以站在系统整体运行情况进行考虑,确保变速器整体设计结构与强度和标准要求相符[3]。1.4做好齿轮修正工作。在齿轮参数设计过程中,确保齿轮设计符合标准是变速器设计的关键因素,变速器整体质量与齿轮性能存在直接关系,为了确保变速器设计标准提升,齿轮科学设计显得十分重要。齿轮修正便是其中一种重要形式,将齿轮最佳性能突出出来。相关工作人员在齿轮设计工作之中,可以与相关计算标准相结合,将轴向和纵向尺寸区别开来以便提升整个系统的使用性能[4]。

2现代机械式变速器档位的优化设计方法

2.1对变速器档数进行有效控制。汽车的种类的不同导致汽车变速器具有多样化特点。变速器档数与汽车运行存在很大联系,如果能够对档数进行有效设计,汽车的整体动力性能将会得到改善。因此,设计人员可以适当提升变速器的档位设计数量,这样一来,发动机的最大功率便能得到发挥,为汽车提供充足动力及变速能力,最终实现性能的良好优化。但站在汽车驾驶角度来说,变速器档位增加也会带来不利影响,如变速器自身结构复杂化、换挡频率增加等,为汽车驾驶增加了很大难度。在变速器档数设计时,应该与汽车的具体使用需求相结合,对档数进行有效设计。2.2对档位传动比进行有效计算。传动比与汽车使用条件和参数存在很大联系,由于车型不同,传动比也会出现差异。例如,小轿车传动比一般会保持在2到5之间,小型货车的传动比在6到8之间,载重量大的货车传动比会更高。因此,在传动比设计过程中,应与汽车的具体使用情况相结合,对传动比数目进行科学选择,从而确保变速器基本性能保持不变。

3结束语

由于科学技术的不断创新发展,变速器设计技术得到了全面优化,在汽车机械式变速器设计过程中,应该与现代设计方式相结合,将变速器的使用性能全面提升,再加上计算工作的配合,变速器的优势将会彻底展示出来,避免出现设计失误的情况。

参考文献:

[1]黄超.自动驾驶汽车车身造型创新设计探讨[J].南方农机,2017,48(19):141.

[2]王钰凡.简述齿轮传动在机械传动中的工作[J].南方农机,2017,48(21):90.

[3]高娟.汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计[D].长春:吉林大学,2011.

[4]曹晓雷,姚鑫.汽车电控机械式自动变速器微机控制系统算法研究分析[J].机械设计与制造工程,2017,54(10):42-45.

作者:钟承鹏 周碧波 单位:安徽三 联学院

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