汽车变速箱齿轮的高强度优化设计分析

李杰 李静敏 张敬堂

摘 要：随着汽车技术的高速发展，当前生产的汽车性能在各个方面都得到了很大程度的提升，但是仍然存在着一些问题，为了能够更进一步的推进汽车行业的发展，文章针对汽车变速箱齿轮的高强度优化设计展开了分析，振动是汽车变速箱齿轮产生问题的主要原因，所以文章先分析了汽车齿轮变速箱振动存在的主要问题，在此基础上，进一步分析了汽车齿轮变速箱的高强度优化的相关设计。

关键词：汽车变速箱；齿轮系统；高强度；优化设计；分析

随着现代社会经济的高速发展，各种先进的科学技术都得到了快速的发展，其中汽车技术在当前阶段的发展可谓是如火如荼，并对其基本的技术要求也逐渐提高，推动整个汽车的制造行业在发展方向上都发生了较大的变化，不断的向着智能化与高效率的前进方向发展。汽车技术中的变速箱振动在整体性能中占有主要地位，其传动的功率随着汽车技术的发展与进步逐渐增长，但是变速箱所产生的噪音也越来越大，这项问题给驾驶员带来的影响也不断加强，相关科技人员应加以重视。

一、汽车齿轮变速箱振动存在的主要问题

在针对汽车齿轮变速箱所产生的振动问题进行分析时，必须要对汽车齿轮变速箱内在的基本结构进行清楚的了解，这样才能有效的解决汽车齿轮变速箱的震动问题。汽车齿轮变速箱的操纵类型主要有三种，分别为强制型、半强制型以及自动型的操纵。而齿轮变速箱所具备的主要功能，是針对汽车的传动比来进行相应的调整，主要是针对汽车各种不同情况下的传动比来进行相应的调整的，比如汽车所处的环境、路况的不同，或者是速度的不同，这些情况下汽车的传动比都需要进行适当的调整。汽车齿轮变速箱主要有变速传动机构、变速操纵机构两部分主体结构，变速传动机构的主要作用，是来进行的速度传递与扭距的，而变速操纵机构的主要作用，是对传动结构来进行控制的。汽车齿轮变速箱需要借助借助于传动系统振动的激励来进行正常的运转，这种对传动系统进行的振动激励主要包括内外两个部分。分别对发动机输入的力矩变化与齿轮啮合的过程所产生的激励。其中内部激励又可以分为三种激励情况，分别为刚性、误差以及啮合等激励。其中能够造成齿轮变速箱产生噪音的主要因素是啮合激励，因此，我们在进行汽车变速箱振动问题中的噪音问题进行解决时，需要对啮合激励进行动力学模型建模，这样才能够顺利找到噪音产生的原因并提出解决的方法。建立动力学模型时，我们通常会借助于相应的软件来进行，当前应用较为广泛的行管软件是masta 软件，它能够对齿轮变速箱实际的运转情况进行有效性的分析，这种仿真模拟技术已经成为当前对于复杂系统问题进行解决的关键。

二、汽车齿轮变速箱的高强度优化设计分析

关于汽车齿轮变速箱振动产生噪音的相关数据，我们能够通过相关仿真建模软件的仿真建模来获得，从而提升运算的数据的准确性，来促使优化设计目的中的振动最小得以实现。但是从其微观的修整上看，齿轮要想实现高强度的优化主从齿向修行、齿廓修行以及轮齿修行三个方面进行思考。

（一）优化设计中齿向与齿廓的修形设计分析

在齿轮的设计中荷载的影响是非常大的，由于载荷分布在齿轮上并不是均匀的，因此，必须要针对于荷载分布的均匀性问题来进行相应的设计，进而使齿轮优化的目的得以实现。造成荷载出现不均匀产生的影响因素主要有两种：首先，装配因素产生的误差，使得原来齿轮啮合的中心线没有按照轨迹发生相应的平行，造成啮合齿轮出现偏移；其次，齿轮变形，传动系统在进行传动的过程中，所产生的荷载存在不均匀的问题，进而导致齿轮发生变形的状况，甚至出现了弯曲。通过齿向修形的设计，能够有效的使轴承的承载力进行提升，同时也能够使传动系统运行的可靠性得到有效的加强，此外，在其他方面也有着积极的作用，比如齿轮荷载力的均匀性、啮合误差率的减少、齿轮变速箱振动的降低等。通过齿廓修形的设计，主要是针对齿轮啮合击出问题设计的。能够针对齿轮运转的实际情况进行相应的调整，适当的将啮合齿轮所产生的干扰部分进行去除，从而保证传动系统运行过程中能够有效的提升其稳定性，进而使齿轮产生的噪音得到有效的缓解。

（二）优化设计中轮齿修形设计分析

在进行轮齿修形设计的过程中，往往都不是单个来进行设计的，一般情况下都是一对一对的来进行。轮齿修形的标准大不相同，各个厂家、单位乃至于国家在制定的标准上都是不相同，因此，在对其进行修行之前，需要将相应的标准进行统一。在针对轮齿修形设计的时候，需要注意的环节较多，尤其是对顶部倒角的控制，顶部倒角控制的良好性在修形过程中，对于齿顶圆直径会产生影响，从使修形的效果不理想，如果顶部倒角的相关控制不到位，会对齿轮实际的啮合度产生影响，从而出现逐步降低的现象。这种现象产生的后果影响是非常大的，在轮齿完成修形之后，空载状况下会使实景与齿轮之间产生较大的缝隙，二者之间的缝隙如果过大会产生压流，而压流对于整个传动系统的运转都会造成干扰，进而使系统运行的稳定性受到影响。

三、结语

综上所述，汽车的传动系统是汽车保持正常运行的关键，而其中齿轮变速箱的作用不容忽视的。因此，齿轮变速箱的性能与汽车传动系统有着密切的关联，前者的优劣直接影响后者的好坏以及使用的性能，所以有必要对齿轮变速箱齿轮的高强度优化设计进行深入有效的研究。通过各方面的优化设计促使齿轮变速箱的工作效率得到相应提升，有效降低变速箱的振动问题，有效推进驾驶舒适度的提升。

参考文献：

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