探析汽車機械式變速器的可靠性優化設計

楊鑄

摘 要：在對科學技術不斷創新的背景下，有關變速器的技術取得較快發展，并得到了全面的優化，在設計變速器的過程中，有效融合先進設計方式，由此提高變速器的性能，同時有效落實相關的計算工作，在這樣的情況下，能充分展現變速器具備的優勢，確保設計更加科學、更加合理。本文對機械變速器總體研究進行了闡述，對齒輪的設計方式進行了分析，對如何優化變速器檔位進行了探討，并提出了幾點建議，希望能幫助到相關人士。

關鍵詞：變速器;齒輪模數;變位系數;變速器檔數;檔位轉動比

1 引言

最近幾年以來，國內汽車行業取得飛速發展，與汽車有關的變速器種類較多，對于變速器而言，主要包括自動變速及機械變速等。實際上，無論技術發展如何，機械變速始終是變速器的主要方式，對于變速器的設計而言，主要包含對變速器的優化及齒輪的設計等。通過對機械變速器的主要問題進行研究并優化，進而能提高變速器的設計水平，為汽車行業長遠發展，提供強有力的技術保障。對于機械式變速器的可靠性優化設計而言，主要包括變速器齒輪的現代化設計方式及機械變速器檔位的優化設計等方面，接下來將從這幾方面進行探討，以供參考。

2 汽車機械變速器總體研究分析

對于機械變速器作用而言，主要是指汽車行駛中，駕駛員操作操作桿，通過操作桿的作用，進而調動此輪的位置，由此傳遞不一樣的速度。對于汽車速度的變化而言，主要基于換擋時，將轉動軸的角速度進行調整，由此變化角速度得以實現。當機械變速器剛出現時，對于汽車駕駛的要求并不高，現如今對于汽車變速器的檔位而言，基本上是五個檔位的變速器。對于機械變速器而言，有著統一的齒數，不同檔位之間的齒數差值是一致的。

對于變速器的功能而言，其主要的是能為汽車行駛提供不同的傳動比，在此基礎機上，進而實現不同的轉動速度，最終促使汽車能以各種速度行駛。對于汽車行駛的穩定性而言，變速器對其有著一定的要求，具體而言指的是，當不改變轉動方向時，汽車能自行倒退或者是前行，當汽車變速器不運作時，能確保汽車處于空檔狀態，通過斷開發動機傳輸，能促使汽車在較短時間內換擋。對于機械變速器而言，其具有較多的優點，通過機械變速器的作用，能確保汽車順暢行駛，并為汽車行駛提供足夠的牽引力。對于變速器的生產制造而言，其生產工藝較為成熟，且生產費用不高，對于汽車零件而言，機械變速器是其主要內容，被廣泛應用于多種類型的汽車中，比如北京現代以及夏利等。

3 變速器齒輪的現代化設計方式

對于變速器齒輪的現代化設計方式而言，主要包括有效控制齒輪的模數及其壓力角、確保齒輪的螺旋角及其寬度符合相關標準、有效控制變速器齒輪的數量及其變位系數、落實好齒輪修正工作等方面，接下來將主要從這幾方面進行分析，以供參考。對于變速器的組成構件而言，齒輪是其主要構件，機械變速器的應用效果與齒輪的質量及性能有關，若齒輪的性能較好，及其質量較好，則在實際中能有較好的應用效果。在對變速器進行設計時，為確保齒輪的實用效果，設計人員應充分考量齒輪的相關參數，比如齒輪的體積，及齒輪的形狀大小等，并對相關的數據進行詳細的研究。另一方面，在完成對變速器的設計之后，應當注重對其存在不足的研究，通過采用科學合理的方式，進而彌補變速器存在的不足。同時，為確保齒輪的設計達到相關標準，應充分考慮影響齒輪的因素，比如齒輪的間距及齒輪的寬度等。

有效控制齒輪的模數及其壓力角：在對齒輪進行設計時，齒輪的模數及其厚度存在一定的聯系，具體而言，當齒輪的模數增加時，齒輪的厚度隨之增加，當齒輪的模數減少時，齒輪的厚度隨之變薄。為有效發揮變速器的功能，在對齒輪進行設計的過程中，要采取有效措施，對齒輪的模數進行有效控制，確保模數與每對齒輪互相匹配，進而提高齒輪的實用效果。通過將變速器的齒輪設計為同一規格，進而能降低齒輪的生產成本費用，同時有利于齒輪的生產制作。通過有關的計算，能確定齒輪的設計模式，并有效結合扭矩，確定生產制作材料，再加上依據相關的技術標準，由此能確定中心距，此時的中心距為最小值。為有效確定齒輪的壓力角，在對壓力角進行選擇時，應充分結合開線的運動途徑，及其受力情況，一般而言，基圓與漸開線兩者之間的距離，在一定程度上能影響齒輪壓力角的數值大小。

確保齒輪的螺旋角及其寬度符合相關標準：在對齒輪的寬度進行計算時，要充分結合齒輪寬度的系數，及其分度圓的直徑大小，并將相關的數值進行相乘，在齒輪實際工作中，為確保變速器齒輪具備一定的穩定性，可以通過降低變速器的質量及其體積大小得以實現。通過有效設計齒輪的寬度，進而能提高齒輪的應用價值，若齒輪的設計寬度過小，在一定程度上，將會極大降低齒輪的承載能力，在這樣的情況下，不僅不滿足實際應用要求，而且不能確保齒輪的穩定性。對于齒輪螺旋角的設計而言，應充分結合相關設計標準，并通過有效控制齒輪的傾斜角度，進而能在應用中充分發揮齒輪的性能，且能提高齒輪的整體承載能力。

有效控制變速器齒輪的數量及其變位系數：一般而言，通過有效控制齒輪的變位系數及齒輪數量，能將機械變速器的擋位與其轉動比有效匹配。在對齒輪進行設計時，應當注重設計的科學性及合理性，若齒輪齒數偏少，將會降低齒輪之間的齒合程度，并能降低傳動的穩定性。通過有效控制齒輪的變位，能增加齒輪的使用年限，當設置完齒輪變位時，設計者應綜合考慮系統的運行情況，通過這樣的方式，能確保變速器的結構及其強度滿足相關設計標準。落實好齒輪修正工作：在設置齒輪參數時，確保齒輪設計符合相關標準是非常重要的，一般而言，齒輪的性能能直接決定機械變速器的質量，為提高變速器的設計標準，采用科學、合理的方式來設計齒輪是非常重要的。通過對齒輪進行修正處理，能充分發揮齒輪的性能。設計者在對齒輪進行設計時，應充分融合相關設計標準，通過將齒輪不同方向的尺寸區分開，進而能提高系統的整體使用性能。

4 機械變速器檔位的優化設計

有效控制變速器的檔數：一般而言，不同種類的汽車，其變速器的特點也不同。通常情況下，汽車運行與變速器的檔數有著一定的關系，若有效設計變速器的檔數，將能提高汽車的動力性能。由此，設計人員在對齒輪數量進行設計時，可以適當提高變速器的檔數，通過這樣的方式，不僅能充分發揮發動機的功率，而且能為汽車行駛提供足夠的動力，以及提供足夠的變速能力，進而優化變速器的性能。若從另一個角度考慮，當增加變速器檔位時，能影響汽車的正常行駛，如過度增加換擋頻率，將不利于汽車的駕駛。設計人員在對變速器檔數進行設計時，應充分結合汽車實際的使用要求，以確保變速器檔數的設計更加科學、更加合理。

有效計算變速器檔位轉動比：一般而言，變速器檔位的轉動比不僅與使用參數有關，而且與汽車使用條件有關，不同種類的汽車，其變速器轉動比也不同。如對于小型轎車的轉動比而言，其轉動比一般介于3到6之間，對于小型貨車的轉動比而言，其一般介于7到10之間，相比于前兩者，大型貨車的轉動比更高。由此，在對變速器檔位轉動比進行設計時，應充分結合汽車實際的使用情況，通過科學合理的選取檔位轉動比，進而保持變速器的基本性能。有效設計機械變速器的關鍵參數：對于中心距而言，其實質是指齒輪圓心之間的距離，中心距的設計是否合理，將直接影響變速器的相關參數，比如變速器的體積大小，及變速器的質量等。若中心距的距離設計過大，將會減小齒輪的接觸面積，進而縮短齒輪的使用年限;若若中心距的距離設計過小，將不利于齒輪的安裝，齒輪的磨損程度因此增大。因此，設計人員在對中心距進行設計時，要充分結合齒輪的強度，及齒輪的剛度，當設計完中心軸之后，還需要驗證并分析扭矩力。

5 結論

通過以上的分析可以得知，為確保齒輪的設計達到相關標準，應充分考慮影響齒輪的因素，比如齒輪的間距及齒輪的寬度等;為有效確定齒輪的壓力角，在對壓力角進行選擇時，應充分結合開線的運動途徑，及其受力情況;對于齒輪螺旋角的設計而言，應充分結合相關設計標準，并有效控制齒輪的傾斜角度，進而能充分發揮齒輪的性能，能提高齒輪的整體承載能力;設計人員在對變速器檔數進行設計時，應充分結合汽車實際的使用要求，以確保變速器檔數的設計更加科學、更加合理。

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