聶真真 陳雷

泰安航天特種車有限公司 山東泰安 271000

近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展突飛猛進，汽車變速器的種類更是層出不窮，目前主要分為機械變速、自動變速和無級變速等幾種方式。但無論技術如何發(fā)展，機械式變速永遠是主要技術，變速器的設計主要包括變速器的優(yōu)化設計、機械式變速齒輪的設計以及配套檔位的設計等幾個方面。對以上關鍵問題進行優(yōu)化設計與研究能夠有效改善汽車機械式變速器的設計水平，為汽車發(fā)展提供技術支持。

1 汽車機械式變速器概述

汽車變速器的構件主要采用的是齒輪組的方式，齒輪組是一種比較復雜，難度比較大的構件，要保證齒輪數(shù)相等，使得變速比得到固定。變速器分為不同的檔，一共有五個檔，每一個檔的變速比都不同。現(xiàn)代，汽車的制造和技術的水平的提升都是比較迅速的，變速器也實現(xiàn)了自動變速，并且應用比較廣泛，應用效果比較良好。變速主要是通過將液力變速器與行星變速器結合實現(xiàn)的，這樣的變速方式比較簡單方便，具有異性的快速性，但同時也存在著一定的弊端。這種自動變速方法不具有連續(xù)性，因此汽車在行駛的過程中就會不連貫，性能也大大降低，同時造成了燃料的耗費。對此，變速器的設計必須要樹立新的設計理念，采用新的科學技術和研究成果，保證變速器的科學性以及合理性。汽車行業(yè)的發(fā)展是非常迅速的，技術也在不斷實現(xiàn)升級換代，因此變速器的設計和使用要經過不斷的研究與實踐，既保證性能，又要保證經濟性。目前無級變速技術已經研發(fā)出來，應用優(yōu)勢比較明顯，可以連續(xù)變速，燃油的消耗也大大降低，操作也更加簡單快捷，這是變速器的一個有利改善。

2 現(xiàn)代機械式變速器檔位及變速器齒輪的優(yōu)化設計方法

2.1 對齒輪的模數(shù)和壓力角進行控制

在齒輪設計過程中，厚度和齒輪模數(shù)據有很大關聯(lián)，如果齒輪的模數(shù)越多，自身厚度也會有所提升。在設計過程中，設計人員需要對模數(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。為了將齒輪的生產加工成本降低，同時避免齒輪的生產難度增高，設計人員可以將齒輪模式設計為同種規(guī)格。齒輪模式的確定也可以通過計算得出，并與傳遞扭矩相結合，對制作材料進行確定，再結合相關技術標準，將最小中心距確定出來。在壓力角選擇時，應該與漸開線運動方向相結合，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[1]。

2.2 對變速器檔數(shù)進行有效控制

汽車的種類的不同導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，如果能夠對檔數(shù)進行有效設計，汽車的整體動力性能將會得到改善。因此，設計人員可以適當提升變速器的檔位設計數(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，如變速器自身結構復雜化、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)設計時，應該與汽車的具體使用需求相結合，對檔數(shù)進行有效設計。

2.3 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，在傳動比設計過程中，應與汽車的具體使用情況相結合，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。

2.4 合理控制齒輪的模數(shù)和壓力角，保證齒輪的尺寸符合標準

齒輪的模數(shù)和壓力角也是進行齒輪設計的一種重點內容。齒輪模數(shù)越多，齒輪越厚，相反，齒輪模數(shù)越少，齒輪越薄。所以，設計者在設計齒輪時就要綜合考慮齒輪的各方面參數(shù)，使其能夠與模數(shù)相匹配，有良好的使用效果。對于齒輪模數(shù)的確定，需要通過一系列的計算和推算才能最終得出，并且進一步得出最小中心距離。其次壓力角與漸近線有著直接聯(lián)系，在選擇壓力角的過程中需要通過計算漸開線的有關數(shù)據在可以最終得出。

2.5 保證齒輪的寬度和螺旋角符合標準，對其設計進行優(yōu)化

齒輪寬度的計算需要應用到齒輪寬度系數(shù)和分度圓直徑等的數(shù)據。設計者需要保證的是齒輪的性能和平穩(wěn)性，因此就要進行詳細的測量，選擇合適的齒輪寬度，從而減小變速器的體積，減低變速器的重量。另外，齒輪的承載力也是需要注意的部分，如果齒輪體積太小，其承載力就會下降，變速器也就無法展開正常的運作。齒輪的螺旋角應當結合實際來進行設計，螺旋角的傾斜度需要經過詳細的測量，將其控制在合理的范圍之內，科學合理的傾斜程度可以大大提高齒輪的承載力。

2.6 變速器檔位的優(yōu)化設計

第一，變速器有著不同的檔數(shù)，不同的檔數(shù)會產生不同的動力效果，對變速器性能的影響也有所不同，因此就需要保證變速器的檔數(shù)在合理范圍之內。設計者可以通過增加檔位的方式來進行檔數(shù)的設置，從而提高動力，提高汽車行駛速度等，同時汽車的整體性能也會隨之提高。其次，增加檔位設置還能夠相應的有效降低汽車能量的損耗，減少汽油的消耗量，達到節(jié)省能源、節(jié)約資源的環(huán)保效果，并且有效降低汽車燃油成本。但是另一方面，增加檔數(shù)也存在相應的弊端，會加大變速器結構的復雜性，操作起來具有一定的不方便性，操作難度也大大增加。所以在設計過程中可以根據汽車的性能需求以及使用者的個人需求來進行差別化設計和合理性選擇。

3 結語

機械式變速器仍然為大多數(shù)汽車所采用，機械式變速器結構簡單、性能穩(wěn)定，具有較大的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢，因此相關技術人員仍有必要對重要參數(shù)進行研究分析和改進，確保我國汽車變速器的設計水平處于先進行列。