汽車機械式變速器設(shè)計分析

時間:2022-08-08 09:53:42

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汽車機械式變速器設(shè)計分析

摘要:在汽車各類構(gòu)件之中,變速器具有十分重要的作用,不僅可以對汽車的行駛速度進行改變,還能對汽車的使用性能產(chǎn)生影響。本文對變速器齒輪的優(yōu)化設(shè)計方式進行總結(jié),通過對變速器檔數(shù)進行有效控制,對檔位傳動比進行有效計算兩方面論述了現(xiàn)代機械式變速器檔位的優(yōu)化設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞:機械式變速器;現(xiàn)代設(shè)計;傳動比

由于相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,人們對汽車變速器要求不斷提升,既要對動力性能進行保證,還要將變速器的外形優(yōu)勢突顯出來,從而利用最低成本來獲取更高質(zhì)量的變速器設(shè)計。在具體設(shè)計工作過程中,需要對材料使用和變速器自身重量提高重視程度,以質(zhì)量為前提因素,降低齒輪和軸系自身的重量。由于變速器是以現(xiàn)代設(shè)計方式出現(xiàn),在提升質(zhì)量性能的同時,變得更加靈巧。

1變速器齒輪的現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方式

1.1對齒輪的模數(shù)和壓力角進行控制。在齒輪設(shè)計過程中,厚度和齒輪模數(shù)據(jù)有很大關(guān)聯(lián),如果齒輪的模數(shù)越多,自身厚度也會有所提升。在設(shè)計過程中,設(shè)計人員需要對模數(shù)進行有效控制,保證每對齒輪之間均具備相匹配的模數(shù),提升齒輪的實用性,為變速器的功能實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。為了將齒輪的生產(chǎn)加工成本降低,同時避免齒輪的生產(chǎn)難度增高,設(shè)計人員可以將齒輪模式設(shè)計為同種規(guī)格[1]。齒輪模式的確定也可以通過計算得出,并與傳遞扭矩相結(jié)合,對制作材料進行確定,再結(jié)合相關(guān)技術(shù)標準,將最小中心距確定出來。在壓力角選擇時,應(yīng)該與漸開線運動方向相結(jié)合,以及受力分析,最終實現(xiàn)壓力角的有效確定,該項數(shù)值也與漸開線和點離基圓之間的距離有關(guān)。1.2保證齒輪寬度和螺旋角與標準相符。在齒輪寬度計算過程中,可以對齒寬系數(shù)和分度圓直徑相結(jié)合,將具體數(shù)值相乘,而在具體工作開展時,需要考慮齒輪工作的穩(wěn)定性要求,與此同時,將變速器自身重量和體積進行降低。為了提升應(yīng)用效果,設(shè)計人員還需要對齒輪寬度進行有效設(shè)計,如果設(shè)計面過于狹窄,其自身承載能力也會出現(xiàn)大幅度降低,無法與實際使用要求相符,同時無法對穩(wěn)定性進行保證。而在齒輪螺旋角設(shè)計上,應(yīng)該與實際標準相結(jié)合,對傾斜程度進行全面控制,才能將具體的斜齒輪優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,提升齒輪結(jié)構(gòu)整體的荷載能力[2]。1.3控制好齒輪齒數(shù)和變位系數(shù)。由于齒輪齒數(shù)和變位系數(shù)的合理控制,可促使齒輪的傳動比與變速器檔數(shù)匹配到一起。在具體齒數(shù)設(shè)計過程中,應(yīng)提升設(shè)計工作的科學性,如果齒輪齒數(shù)過少,便會影響齒輪之間的嚙合程度,降低主傳動的穩(wěn)定性。為了延長齒輪使用的壽命,齒輪變位情況必須得到合理控制,在變位系數(shù)設(shè)置好之后,設(shè)計人員可以站在系統(tǒng)整體運行情況進行考慮,確保變速器整體設(shè)計結(jié)構(gòu)與強度和標準要求相符[3]。1.4做好齒輪修正工作。在齒輪參數(shù)設(shè)計過程中,確保齒輪設(shè)計符合標準是變速器設(shè)計的關(guān)鍵因素,變速器整體質(zhì)量與齒輪性能存在直接關(guān)系,為了確保變速器設(shè)計標準提升,齒輪科學設(shè)計顯得十分重要。齒輪修正便是其中一種重要形式,將齒輪最佳性能突出出來。相關(guān)工作人員在齒輪設(shè)計工作之中,可以與相關(guān)計算標準相結(jié)合,將軸向和縱向尺寸區(qū)別開來以便提升整個系統(tǒng)的使用性能[4]。

2現(xiàn)代機械式變速器檔位的優(yōu)化設(shè)計方法

2.1對變速器檔數(shù)進行有效控制。汽車的種類的不同導(dǎo)致汽車變速器具有多樣化特點。變速器檔數(shù)與汽車運行存在很大聯(lián)系,如果能夠?qū)n數(shù)進行有效設(shè)計,汽車的整體動力性能將會得到改善。因此,設(shè)計人員可以適當提升變速器的檔位設(shè)計數(shù)量,這樣一來,發(fā)動機的最大功率便能得到發(fā)揮,為汽車提供充足動力及變速能力,最終實現(xiàn)性能的良好優(yōu)化。但站在汽車駕駛角度來說,變速器檔位增加也會帶來不利影響,如變速器自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、換擋頻率增加等,為汽車駕駛增加了很大難度。在變速器檔數(shù)設(shè)計時,應(yīng)該與汽車的具體使用需求相結(jié)合,對檔數(shù)進行有效設(shè)計。2.2對檔位傳動比進行有效計算。傳動比與汽車使用條件和參數(shù)存在很大聯(lián)系,由于車型不同,傳動比也會出現(xiàn)差異。例如,小轎車傳動比一般會保持在2到5之間,小型貨車的傳動比在6到8之間,載重量大的貨車傳動比會更高。因此,在傳動比設(shè)計過程中,應(yīng)與汽車的具體使用情況相結(jié)合,對傳動比數(shù)目進行科學選擇,從而確保變速器基本性能保持不變。

3結(jié)束語

由于科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展,變速器設(shè)計技術(shù)得到了全面優(yōu)化,在汽車機械式變速器設(shè)計過程中,應(yīng)該與現(xiàn)代設(shè)計方式相結(jié)合,將變速器的使用性能全面提升,再加上計算工作的配合,變速器的優(yōu)勢將會徹底展示出來,避免出現(xiàn)設(shè)計失誤的情況。

參考文獻:

[1]黃超.自動駕駛汽車車身造型創(chuàng)新設(shè)計探討[J].南方農(nóng)機,2017,48(19):141.

[2]王鈺凡.簡述齒輪傳動在機械傳動中的工作[J].南方農(nóng)機,2017,48(21):90.

[3]高娟.汽車變速器箱體結(jié)構(gòu)強度分析與優(yōu)化設(shè)計[D].長春:吉林大學,2011.

[4]曹曉雷,姚鑫.汽車電控機械式自動變速器微機控制系統(tǒng)算法研究分析[J].機械設(shè)計與制造工程,2017,54(10):42-45.

作者:鐘承鵬 周碧波 單位:安徽三 聯(lián)學院