对新形势下汽车变速器可靠性设计分析

王新星 陈志号

摘 要：变速器是汽车传动系统的重要组成部分，它对汽车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接的影响。随着汽车工业的高速发展和汽车现代设计方法的开发和应用，人们对汽车变速器设计的要求越来越高。

关键词：机械式齿轮变速器；可靠性；设计分析

1.汽车变速器的发展概述

汽车问世至今已有百余年的历史，汽车的出现为人们生活的改善、世界经济的发展带来了极大的影响，为人类社会的进步做出了 巨大的贡献。变速器在汽车用内燃机作为动力装置时就成为汽车必 不可少的组成部分。往复活塞式内燃机是现代汽车中应用比较广泛 的动力装置，其质量轻、体积小、使用方便、工作可靠，但它的转 速和转矩变化范围小，如果使用条件的情况比较复杂会对汽车的车 速和牵引力的变化范围提出更高的要求，而往复活塞式内燃机无法 满足这些要求。因此，将主减速器和变速器安装到汽车的传动系统 中，以完成减速增矩的目标来解决性能与汽车的经济性和动力性之 间的矛盾。

变速器的功能主要体现在以下方面：一是通过汽车传动比的改 变来使车轮的转速和转矩的变化范围增大，帮助汽车适应复杂的状 况，并且保证发动机的工作处于最佳工况范围；二是可以使动力传 递暂时中断，实现空档来方便发动机进行怠速、启动等；三是在不 改变发动机的旋转方向的条件下，使汽车能够倒退。根据操纵方式 的不同，变速器可以分为半自动操纵式、自动操纵式与强制操纵式； 根据传动比的变化方式，变速器又分为无级式、有级式与综合式。

2.汽车机械式变速器可靠性方面易出现的问题

2.1速器设计原理和运作过程分析

汽车技术是相互基础机械技术配合作用下得以诞生的，在汽车运作时发动机产生的输出功率极大，相应的大功率和大扭矩会带动发动机效率达最大化，一个优质的汽车必然发动机技术最为先进。通过符合其对应的发动机的变速器系统，控制发动机对车体动力系统的输出大小，在汽车行驶中，通过机械式变速器调整相应的齿轮组，改变各轮组内的齿数数量，调整，变速的各个级。目前现代汽车工业技术的发展产生了大量符合时代特征的先进技术，通过计算机辅助模拟，和逆向工程力学的传导车技方法以及机械质量设计运作法等技术，对机械式变速器的运作和机械机构调整有重要作用。

2.2机械式变速器现有问题剖析

汽车整车的构成设计需要对车体外形是否符合空气动力学和汽车各品牌的家族标识外形的设计为重要参考。同时，在零部件等各构成单元系统是否合理构成汽车结构的最优化为确定设计点。最后，作为汽车的动力系统，是否能准确供给汽车的最合理动力输出，进行设计。因此，汽车的机械式变速器首先要遵循以上的原则进行，国际汽车行业的发展方法是向着车体合金的轻量化，排放和耗油的低能耗化，以及车体的科技化发展，机械式变速箱的优势在于有技巧可靠的改变发动机产生的速率输出的平滑性。而变速器未来发展要求是保持汽车实现变速的前提下载平顺和安全以及稳定这三点同时提高。现代机械工业设计需要机械式变速器的各项机械点和细节进行全部和局部考虑，测试的程度数值对最后整体运作具有直接重要影响。但是目前机械式变速器存在测试受科技水平限制并不能完全符合理论的要求，并且在车体设计，零部件设计以及科技感设计这三点都会制约变数器设计。特别是推行的汽车轻量化标准，对汽车合金的采用和整车重量以及硬度系数指标都要求及其严格，如何合理设计机械师变速器具有现实意义。

3. 新形势下汽车变速器的可靠性优化设计

3.1计的分析方法

机械式变速器是对汽车传统的无极变速等方法的优化改变，得出的一种创新的变速机械结构。是目前可靠性和安全性指数相对较高的一种变速系统。爱对其设计模型的分析可以得到，作为汽车发展的重要趋势其轻量化对变速器的可靠性带来的改变时最大的。变速器的运作原理是需要通过内部设立的齿轮组相互间的传导和档位的改变，使得齿轮的每轮数发生改变，进而产生不同的齿轮比改变发动机提供的一定输出效率。通过在变数器和汽车轻量化两者的统一为前提实现的设计，需要对机械式变速器的占正常的体积和重量和其自身的重量进行严格模型设计。齿轮体系纸盒和轻量化设计需要达到的统一目标函数表述公式为：

V= b1d12

通过对相应的齿轮轮组进行再渐开线圆柱方面的齿轮带动，得出项目齿轮组配合在模型数和齿轮咬合比率数值是否值相同，对形成的压力和切入角度是否一致都要求精准。同时对每个齿轮的数量在旋转式的每一个单股挂档后齿数的配动输出值是否同意，在汽车体需要实现倒档功能中齿轮体相应施加改变后的传动关系也要进行统一性考虑。在每个推进档位的变动和换挡中，要符合设计中相关的力学作用，特别是车体倒档功能实现需要齿轮组的改变和档位调整要结合应用的参数准值进行调整。得出整个齿轮的配置体积：

V=

通过的变速器各相互换挡工作后运行的传动系数产生的不同利率系统分析可以，有关齿轮运作的指数函数表示：

F（X）=V

因此，通过相应的x变量的表示得出两者间互相影响和制约的关系表示，对整个齿轮配置和对汽车整体体积所占比重的权衡直观重要，是重要的参考价值函数。是完全符合汽车技术未来发展方向尤其是整车轻量化的发展方向的，因此面在考虑相应变量x后，对变数器系统进行可靠性的研究和方案的制定。

3.2符合模型分析研究方法的闡述

在对汽车机械式变速器的机械运作和与之相关的机械单元间配合的理论分析得出，在考虑整体机械式变速器符合体积合理大小后要对设计相关的无必要环节适当剔除和删减.对在关键齿轮部位的硬化系数要及其研究和考量设计，此处的重量是需要在设计工作中重点靠后的步骤。对每个齿轮需要在假设状态下存有的可能和为止可能的故障问题一一列出，并对每个齿轮问题进行系统严谨的分类和辨别，对具有特定和专属属性的问题进行统一的结论判定。把每个类型点差别较大但性质间隔较小的问题逐一对待，并在一个问题处理中及时规避另一个问题的诞生是有必要的。

3.3 多方向多角度的机械结构的优化

多方向多角度也可以概述为多目标多点的最终解方法研究，得出相对一致并在性质上差别不大的方法，成为目标综合方法。通过对每个细分目标的区分和单独的问题逐一，把相应的不同方向和不同角度的问题进行配置结构和解析结构的合理调配。得出一个相对统一的函数表述，对每个单目标的函数进行适当的归类并及变量的带入。对采用的线性加权的方法得出的函数可以对相应权系数的目标数值取：minF（X）=min[W1F1（x）+ W2F2（x）] 带入公式齿轮运作函数表示乡音的关于体积的加权系数函数：W1= ， 并对到出所需的最优化取值范围和判定范围。

参考文献：

[1]曹本亦.汽车自动变速器可靠性优化设计分析.（J）科技传播，2013，（21）

[2]刘晓猛，秦晓飞.浅议新形势下汽车变速器可靠性设计.（J）科学中国人，2015.