探析汽车机械式变速器的可靠性优化设计

杨铸

摘 要：在对科学技术不断创新的背景下，有关变速器的技术取得较快发展，并得到了全面的优化，在设计变速器的过程中，有效融合先进设计方式，由此提高变速器的性能，同时有效落实相关的计算工作，在这样的情况下，能充分展现变速器具备的优势，确保设计更加科学、更加合理。本文对机械变速器总体研究进行了阐述，对齿轮的设计方式进行了分析，对如何优化变速器档位进行了探讨，并提出了几点建议，希望能帮助到相关人士。

关键词：变速器;齿轮模数;变位系数;变速器档数;档位转动比

1 引言

最近几年以来，国内汽车行业取得飞速发展，与汽车有关的变速器种类较多，对于变速器而言，主要包括自动变速及机械变速等。实际上，无论技术发展如何，机械变速始终是变速器的主要方式，对于变速器的设计而言，主要包含对变速器的优化及齿轮的设计等。通过对机械变速器的主要问题进行研究并优化，进而能提高变速器的设计水平，为汽车行业长远发展，提供强有力的技术保障。对于机械式变速器的可靠性优化设计而言，主要包括变速器齿轮的现代化设计方式及机械变速器档位的优化设计等方面，接下来将从这几方面进行探讨，以供参考。

2 汽车机械变速器总体研究分析

对于机械变速器作用而言，主要是指汽车行驶中，驾驶员操作操作杆，通过操作杆的作用，进而调动此轮的位置，由此传递不一样的速度。对于汽车速度的变化而言，主要基于换挡时，将转动轴的角速度进行调整，由此变化角速度得以实现。当机械变速器刚出现时，对于汽车驾驶的要求并不高，现如今对于汽车变速器的档位而言，基本上是五个档位的变速器。对于机械变速器而言，有着统一的齿数，不同档位之间的齿数差值是一致的。

对于变速器的功能而言，其主要的是能为汽车行驶提供不同的传动比，在此基础机上，进而实现不同的转动速度，最终促使汽车能以各种速度行驶。对于汽车行驶的稳定性而言，变速器对其有着一定的要求，具体而言指的是，当不改变转动方向时，汽车能自行倒退或者是前行，当汽车变速器不运作时，能确保汽车处于空档状态，通过断开发动机传输，能促使汽车在较短时间内换挡。对于机械变速器而言，其具有较多的优点，通过机械变速器的作用，能确保汽车顺畅行驶，并为汽车行驶提供足够的牵引力。对于变速器的生产制造而言，其生产工艺较为成熟，且生产费用不高，对于汽车零件而言，机械变速器是其主要内容，被广泛应用于多种类型的汽车中，比如北京现代以及夏利等。

3 变速器齿轮的现代化设计方式

对于变速器齿轮的现代化设计方式而言，主要包括有效控制齿轮的模数及其压力角、确保齿轮的螺旋角及其宽度符合相关标准、有效控制变速器齿轮的数量及其变位系数、落实好齿轮修正工作等方面，接下来将主要从这几方面进行分析，以供参考。对于变速器的组成构件而言，齿轮是其主要构件，机械变速器的应用效果与齿轮的质量及性能有关，若齿轮的性能较好，及其质量较好，则在实际中能有较好的应用效果。在对变速器进行设计时，为确保齿轮的实用效果，设计人员应充分考量齿轮的相关参数，比如齿轮的体积，及齿轮的形状大小等，并对相关的数据进行详细的研究。另一方面，在完成对变速器的设计之后，应当注重对其存在不足的研究，通过采用科学合理的方式，进而弥补变速器存在的不足。同时，为确保齿轮的设计达到相关标准，应充分考虑影响齿轮的因素，比如齿轮的间距及齿轮的宽度等。

有效控制齿轮的模数及其压力角：在对齿轮进行设计时，齿轮的模数及其厚度存在一定的联系，具体而言，当齿轮的模数增加时，齿轮的厚度随之增加，当齿轮的模数减少时，齿轮的厚度随之变薄。为有效发挥变速器的功能，在对齿轮进行设计的过程中，要采取有效措施，对齿轮的模数进行有效控制，确保模数与每对齿轮互相匹配，进而提高齿轮的实用效果。通过将变速器的齿轮设计为同一规格，进而能降低齿轮的生产成本费用，同时有利于齿轮的生产制作。通过有关的计算，能确定齿轮的设计模式，并有效结合扭矩，确定生产制作材料，再加上依据相关的技术标准，由此能确定中心距，此时的中心距为最小值。为有效确定齿轮的压力角，在对压力角进行选择时，应充分结合开线的运动途径，及其受力情况，一般而言，基圆与渐开线两者之间的距离，在一定程度上能影响齿轮压力角的数值大小。

确保齿轮的螺旋角及其宽度符合相关标准：在对齿轮的宽度进行计算时，要充分结合齿轮宽度的系数，及其分度圆的直径大小，并将相关的数值进行相乘，在齿轮实际工作中，为确保变速器齿轮具备一定的稳定性，可以通过降低变速器的质量及其体积大小得以实现。通过有效设计齿轮的宽度，进而能提高齿轮的应用价值，若齿轮的设计宽度过小，在一定程度上，将会极大降低齿轮的承载能力，在这样的情况下，不仅不满足实际应用要求，而且不能确保齿轮的稳定性。对于齿轮螺旋角的设计而言，应充分结合相关设计标准，并通过有效控制齿轮的倾斜角度，进而能在应用中充分发挥齿轮的性能，且能提高齿轮的整体承载能力。

有效控制变速器齿轮的数量及其变位系数：一般而言，通过有效控制齿轮的变位系数及齿轮数量，能将机械变速器的挡位与其转动比有效匹配。在对齿轮进行设计时，应当注重设计的科学性及合理性，若齿轮齿数偏少，将会降低齿轮之间的齿合程度，并能降低传动的稳定性。通过有效控制齿轮的变位，能增加齿轮的使用年限，当设置完齿轮变位时，设计者应综合考虑系统的运行情况，通过这样的方式，能确保变速器的结构及其强度满足相关设计标准。落实好齿轮修正工作：在设置齿轮参数时，确保齿轮设计符合相关标准是非常重要的，一般而言，齿轮的性能能直接决定机械变速器的质量，为提高变速器的设计标准，采用科学、合理的方式来设计齿轮是非常重要的。通过对齿轮进行修正处理，能充分发挥齿轮的性能。设计者在对齿轮进行设计时，应充分融合相关设计标准，通过将齿轮不同方向的尺寸区分开，进而能提高系统的整体使用性能。

4 机械变速器档位的优化设计

有效控制变速器的档数：一般而言，不同种类的汽车，其变速器的特点也不同。通常情况下，汽车运行与变速器的档数有着一定的关系，若有效设计变速器的档数，将能提高汽车的动力性能。由此，设计人员在对齿轮数量进行设计时，可以适当提高变速器的档数，通过这样的方式，不仅能充分发挥发动机的功率，而且能为汽车行驶提供足够的动力，以及提供足够的变速能力，进而优化变速器的性能。若从另一个角度考虑，当增加变速器档位时，能影響汽车的正常行驶，如过度增加换挡频率，将不利于汽车的驾驶。设计人员在对变速器档数进行设计时，应充分结合汽车实际的使用要求，以确保变速器档数的设计更加科学、更加合理。

有效计算变速器档位转动比：一般而言，变速器档位的转动比不仅与使用参数有关，而且与汽车使用条件有关，不同种类的汽车，其变速器转动比也不同。如对于小型轿车的转动比而言，其转动比一般介于3到6之间，对于小型货车的转动比而言，其一般介于7到10之间，相比于前两者，大型货车的转动比更高。由此，在对变速器档位转动比进行设计时，应充分结合汽车实际的使用情况，通过科学合理的选取档位转动比，进而保持变速器的基本性能。有效设计机械变速器的关键参数：对于中心距而言，其实质是指齿轮圆心之间的距离，中心距的设计是否合理，将直接影响变速器的相关参数，比如变速器的体积大小，及变速器的质量等。若中心距的距离设计过大，将会减小齿轮的接触面积，进而缩短齿轮的使用年限;若若中心距的距离设计过小，将不利于齿轮的安装，齿轮的磨损程度因此增大。因此，设计人员在对中心距进行设计时，要充分结合齿轮的强度，及齿轮的刚度，当设计完中心轴之后，还需要验证并分析扭矩力。

5 结论

通过以上的分析可以得知，为确保齿轮的设计达到相关标准，应充分考虑影响齿轮的因素，比如齿轮的间距及齿轮的宽度等;为有效确定齿轮的压力角，在对压力角进行选择时，应充分结合开线的运动途径，及其受力情况;对于齿轮螺旋角的设计而言，应充分结合相关设计标准，并有效控制齿轮的倾斜角度，进而能充分发挥齿轮的性能，能提高齿轮的整体承载能力;设计人员在对变速器档数进行设计时，应充分结合汽车实际的使用要求，以确保变速器档数的设计更加科学、更加合理。

参考文献：

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