李杰 李靜敏 張敬堂

摘 要：隨著汽車技術的高速發(fā)展，當前生產的汽車性能在各個方面都得到了很大程度的提升，但是仍然存在著一些問題，為了能夠更進一步的推進汽車行業(yè)的發(fā)展，文章針對汽車變速箱齒輪的高強度優(yōu)化設計展開了分析，振動是汽車變速箱齒輪產生問題的主要原因，所以文章先分析了汽車齒輪變速箱振動存在的主要問題，在此基礎上，進一步分析了汽車齒輪變速箱的高強度優(yōu)化的相關設計。

關鍵詞：汽車變速箱；齒輪系統(tǒng)；高強度；優(yōu)化設計；分析

隨著現(xiàn)代社會經濟的高速發(fā)展，各種先進的科學技術都得到了快速的發(fā)展，其中汽車技術在當前階段的發(fā)展可謂是如火如荼，并對其基本的技術要求也逐漸提高，推動整個汽車的制造行業(yè)在發(fā)展方向上都發(fā)生了較大的變化，不斷的向著智能化與高效率的前進方向發(fā)展。汽車技術中的變速箱振動在整體性能中占有主要地位，其傳動的功率隨著汽車技術的發(fā)展與進步逐漸增長，但是變速箱所產生的噪音也越來越大，這項問題給駕駛員帶來的影響也不斷加強，相關科技人員應加以重視。

一、汽車齒輪變速箱振動存在的主要問題

在針對汽車齒輪變速箱所產生的振動問題進行分析時，必須要對汽車齒輪變速箱內在的基本結構進行清楚的了解，這樣才能有效的解決汽車齒輪變速箱的震動問題。汽車齒輪變速箱的操縱類型主要有三種，分別為強制型、半強制型以及自動型的操縱。而齒輪變速箱所具備的主要功能，是針對汽車的傳動比來進行相應的調整，主要是針對汽車各種不同情況下的傳動比來進行相應的調整的，比如汽車所處的環(huán)境、路況的不同，或者是速度的不同，這些情況下汽車的傳動比都需要進行適當?shù)恼{整。汽車齒輪變速箱主要有變速傳動機構、變速操縱機構兩部分主體結構，變速傳動機構的主要作用，是來進行的速度傳遞與扭距的，而變速操縱機構的主要作用，是對傳動結構來進行控制的。汽車齒輪變速箱需要借助借助于傳動系統(tǒng)振動的激勵來進行正常的運轉，這種對傳動系統(tǒng)進行的振動激勵主要包括內外兩個部分。分別對發(fā)動機輸入的力矩變化與齒輪嚙合的過程所產生的激勵。其中內部激勵又可以分為三種激勵情況，分別為剛性、誤差以及嚙合等激勵。其中能夠造成齒輪變速箱產生噪音的主要因素是嚙合激勵，因此，我們在進行汽車變速箱振動問題中的噪音問題進行解決時，需要對嚙合激勵進行動力學模型建模，這樣才能夠順利找到噪音產生的原因并提出解決的方法。建立動力學模型時，我們通常會借助于相應的軟件來進行，當前應用較為廣泛的行管軟件是masta 軟件，它能夠對齒輪變速箱實際的運轉情況進行有效性的分析，這種仿真模擬技術已經成為當前對于復雜系統(tǒng)問題進行解決的關鍵。

二、汽車齒輪變速箱的高強度優(yōu)化設計分析

關于汽車齒輪變速箱振動產生噪音的相關數(shù)據(jù)，我們能夠通過相關仿真建模軟件的仿真建模來獲得，從而提升運算的數(shù)據(jù)的準確性，來促使優(yōu)化設計目的中的振動最小得以實現(xiàn)。但是從其微觀的修整上看，齒輪要想實現(xiàn)高強度的優(yōu)化主從齒向修行、齒廓修行以及輪齒修行三個方面進行思考。

（一）優(yōu)化設計中齒向與齒廓的修形設計分析

在齒輪的設計中荷載的影響是非常大的，由于載荷分布在齒輪上并不是均勻的，因此，必須要針對于荷載分布的均勻性問題來進行相應的設計，進而使齒輪優(yōu)化的目的得以實現(xiàn)。造成荷載出現(xiàn)不均勻產生的影響因素主要有兩種：首先，裝配因素產生的誤差，使得原來齒輪嚙合的中心線沒有按照軌跡發(fā)生相應的平行，造成嚙合齒輪出現(xiàn)偏移；其次，齒輪變形，傳動系統(tǒng)在進行傳動的過程中，所產生的荷載存在不均勻的問題，進而導致齒輪發(fā)生變形的狀況，甚至出現(xiàn)了彎曲。通過齒向修形的設計，能夠有效的使軸承的承載力進行提升，同時也能夠使傳動系統(tǒng)運行的可靠性得到有效的加強，此外，在其他方面也有著積極的作用，比如齒輪荷載力的均勻性、嚙合誤差率的減少、齒輪變速箱振動的降低等。通過齒廓修形的設計，主要是針對齒輪嚙合擊出問題設計的。能夠針對齒輪運轉的實際情況進行相應的調整，適當?shù)膶Ш淆X輪所產生的干擾部分進行去除，從而保證傳動系統(tǒng)運行過程中能夠有效的提升其穩(wěn)定性，進而使齒輪產生的噪音得到有效的緩解。

（二）優(yōu)化設計中輪齒修形設計分析

在進行輪齒修形設計的過程中，往往都不是單個來進行設計的，一般情況下都是一對一對的來進行。輪齒修形的標準大不相同，各個廠家、單位乃至于國家在制定的標準上都是不相同，因此，在對其進行修行之前，需要將相應的標準進行統(tǒng)一。在針對輪齒修形設計的時候，需要注意的環(huán)節(jié)較多，尤其是對頂部倒角的控制，頂部倒角控制的良好性在修形過程中，對于齒頂圓直徑會產生影響，從使修形的效果不理想，如果頂部倒角的相關控制不到位，會對齒輪實際的嚙合度產生影響，從而出現(xiàn)逐步降低的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象產生的后果影響是非常大的，在輪齒完成修形之后，空載狀況下會使實景與齒輪之間產生較大的縫隙，二者之間的縫隙如果過大會產生壓流，而壓流對于整個傳動系統(tǒng)的運轉都會造成干擾，進而使系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性受到影響。

三、結語

綜上所述，汽車的傳動系統(tǒng)是汽車保持正常運行的關鍵，而其中齒輪變速箱的作用不容忽視的。因此，齒輪變速箱的性能與汽車傳動系統(tǒng)有著密切的關聯(lián)，前者的優(yōu)劣直接影響后者的好壞以及使用的性能，所以有必要對齒輪變速箱齒輪的高強度優(yōu)化設計進行深入有效的研究。通過各方面的優(yōu)化設計促使齒輪變速箱的工作效率得到相應提升，有效降低變速箱的振動問題，有效推進駕駛舒適度的提升。

參考文獻：

[1]劉仁.汽車變速箱齒輪的高強度優(yōu)化設計[J].科技經濟導刊，2018，26（12）：55.

[2]李婧，林振銘，張恒華，金曼.汽車變速箱齒輪鋼原γ晶粒長大規(guī)律研究[J].上海金屬，2015，37（05）：33-36.

[3]方宗德，吳序堂，樂兌謙.汽車變速箱齒輪的高強度優(yōu)化設計[J].西安交通大學學報，1988（05）：93-99.