探究如何优化设计汽车用机械变速器

杜海涛

[摘 要]在汽车的组成部件里，变速器可以说是整个汽车最关键的部分。设计者要从多种角度来考虑汽车变速器的设计，像如何才能让驾驶者感到酣畅淋漓的驾驶乐趣和方便自如的驾驶操控性，并且还要保障汽车具有较强的动力，在保障汽车各方面性能的同时还要考虑汽车的节能性。在进行变速器的设计时，要改变以往传统的设计模式，要不断的进行设计上的创新，设计出新颖节能现代化的高效汽车变速器，在在篇文章里，主要分析和论述的对象除了机械式变速器的构成外，还包括如何设计出现代高效节能的汽车变速器，使汽车的整体性能得到有效提高。

[关键词]汽车；机械变速器；设计方法

中图分类号：U463.212 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）44-0145-01

随着改革开放，我国无论是在工业上还是在科技上都有了长足的发展，这使得我国在汽车研制领域也取得了巨大的进步，不仅汽车品种多种多样，而且在汽车变速器的生产和研发上也增加了很多种类，像手动和自动变速器以及无极变速器等。我国的机械式变速器发展历史久远，并且在技术上也相当完善，在此基础上，研发出的全新现代化变速器更是把汽车变速器的性能提高到创新的高度，使我国的汽车行业在变速器不断发展和进步的背景下有了突飞猛进的提高。在汽车技术日益完善和发展的过程中，值得一提的是汽车机械式变速器的成功研制，它改写了我国汽车变速箱技术的历史，使我国的汽车在行驶中具有更强的可操控性和更稳定的速度转换功能，这些对于驾驶者在进行汽车驾驶的过程中能够使汽车更稳定和案例的运行都是至关重要的。

一、机械式汽车变速器与传统变速器的区别

在变速器的发展过程中，我们把拍来出现的手动变速器统一称为机械式变速器，这种变速器包括各种档位级别，在汽车运行过程中，驾驶者可以根据汽车行驶的速度来改变变速杆与不同档位齿轮之间的距离和位置，使汽车可以保持稳定的运行状态以及更好的节省能源。目前大部分汽车使用的都是机械式就事器，它与无极变速器最大的差别就在于机械式变速器每一个档位的变速比都是固定不变的。与无极变速器相比，机械式变速器的操作过程相对复杂，但是这两种变速器的优点和性能各有千秋，不能单纯的说哪一种更好，具体表现在以下几个方面：

首先一点就是在动力表现方面，机械式变速器可以更好的为汽车发动机提供强有力的运行动力，例如汽车在较陡的地段行驶时，把汽车档位调到一档，这时汽车发动机在机械式变速器所提供的强大动力下，轻而易举的完成爬坡任务，还有就是一些特殊用途的汽车，像大货车和大卡车或者是长途客车，与普通载人轿车相比，这些车辆需要更强劲的运行动力才有可能确保顺利运行。这些都体现出机械式变速器的在运行过程中的重要作用。

二是在我国汽车的发展史上，机械变速器更具影响力

由于自动变速器无需过多的进行档位的调换，因此，汽车的驾驶者在驾驶运行时就少了动脑和动手的过程，平淡无奇的驾驶无法让驾驶者体验速度与激情的碰撞，从而影响了驾驶的乐趣和满足感。

三是与操作简单的自动变速器相比，机械式变速器对驾驶者驾驶技术的提高具有显著的促进作用。目前我国很多驾驶学校里使用的变速器都是机械式的，很重要的原因除了机械式变速器造价成本较低外，它还可以有效提高初学者的驾驶感觉和驾驶技能，通过机械式变速器更强的操控性来锻炼学生的实际操作能力。

二、优化设计汽车用机械变速器的策略

我国在设计汽车的机械式变速器的发展趋势上，更加倾向于现代化小型汽车变速器，同时变速器还具有多种档位设计，在重量上更加侧重于轻量化，这样设计出来的机械式变速器使汽车的动力和牵引力都得到了极大的提高，而在节能方面也表现的更加优秀。

（一）不断设计出性能更加优化的变速器档位

如今随着社会经济的进步和增长，人们的生活水平和消费水平也日益提高，这使得人们对汽车的使用性能无论是在汽车的动力性能还是运行的稳定状况，以及汽车的经济节能等方面都有了更高的需求，因此，汽车设计者要不断的进行新品种的设计和研制，来满足人们不断提高的汽车性能需求。

我们首先来分析如何设计汽车的变速器档位。好的变速器档位设计可以为汽车提供更强劲的运行动力，使汽车在恶劣的道路环境里行驶也毫不犹豫，翻山越岭完全不在话下；二是采用多档位机械式变速器可以有效节省汽车能源，大大降低汽车运行成本。但由于机械式变速器具有较复杂的操作系统，给初学者带来一定压力，造成初学者上路的手忙脚乱，会造成维修成本的增加。所以，在设计变速器时，要把这些因素都考虑到设计过程中，尽最大努力设计出使用性能和操作性能都表现良好的汽车变速器。

如何正确计算档位的传动比。我们把变速器处于一档位置的传动比和处于高档位传动比相除，得到的数值就是汽车档位的传动比。汽车的传动比受到车型的影响较大，并且汽车发动机的设计参数和使用要求都在一定程度上影响着它的传动比。

（二）设计汽车的变速器齿轮

在变速器的组成部件中，齿轮也是一个关键性的部分，它也影响着变速器的合作功能。在进行齿轮的设计时，所坚持的原则就是有效降低齿轮的负载和压力，提高齿轮的使用寿命。

一是设计齿轮时，要确保合适的中心距离，齿轮的中心距离是变速器设计参数里非常重要的一个项目，它的尺寸影响着变速器的体积大小和质量高低等。齿轮的中心距越大，它们之间的有效接触面积就越小，面积越小就越不利于成轴的安装，所以要保持合适的齿轮中心距。

二是設计小大合适的传动轴。我们把齿轮在圆周上的总数叫做齿轮齿数，齿数要保持在合理的范围内，不然会造成跟切现象。轴半径的大小是根据齿轮的齿数来进行估算的，而扭矩则是在轴的结构明确后才能进行运算。

三是在确保齿轮质量的前提条件下，要尽最大努力降低设计成本，提高材料的使用效率，估算像模数和齿轮变位系数以及螺旋角等数据时摈弃传统计算方法，要对这些数据进行反复的核实纠正和运算，进到达到完美。在设计过程中，要努力排除主观因素对设计结果的影响，确保设计出的变速器无论是在质量上还是在体积上都能达到让人满意的结果。

三、结语

通过上面的分析和论述，我们了解了汽车机械式变速器的设计特点和使用优势，并通过对机械式变速器各档位设计和其它零部件的设计要求分析，使我们明白了这些优秀的设计对机械变速器使用性能的影响和意义，同时也清晰了如何才能设计出高效节能动力强劲的机械式变速器，使之更好为现代化汽车发展做出贡献。

参考文献

[1] 汤厚义；由自动变速器教学引发的思考[J]；职业；2014年17期

[2] 车万华；刘成；双离合变速器简介[J]；汽车维修；2015年07期

[3] 范存元；别克君越变速器TCM泡水后的恢复[J]；汽车维修；2016年09期endprint