顏廷立

摘 要：機械式變速器在汽車中起到以檔位調(diào)節(jié)驅(qū)動各類行駛狀態(tài)的效用，為進一步契合可持續(xù)發(fā)展理念，則必須從不同方面考慮到汽車行駛過程中對機械式變速器產(chǎn)生的功能訴求，制定出更為完整的設(shè)計規(guī)劃?；诖?，文章以汽車機械式變速器為切入點，機械式變速器齒輪及檔位，對汽車機械式變速器現(xiàn)代設(shè)計方法的運用進行研究。

關(guān)鍵詞：汽車 機械式變速器 現(xiàn)代設(shè)計方法

1 引言

汽車機械式變速器是一種手動變速裝置，通過對檔位的控制，可以實現(xiàn)對發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩運行參數(shù)的更改，滿足不同行駛工況，例如，起步、過彎、加減速等行駛模式下，可由檔位控制汽車行駛過程中所獲得的牽引力。與此同時，機械式變速器裝置的應用下，可以確保汽車在行駛狀態(tài)下，令發(fā)動機裝置與汽車檔位變化具有協(xié)調(diào)性與統(tǒng)籌性，發(fā)揮出發(fā)動機設(shè)備的最佳工況，提高汽車運行效率。在新技術(shù)、新工藝的不斷應用下，傳統(tǒng)汽車機械式變速器設(shè)計規(guī)劃也在面臨著逐步調(diào)整，確保在合理的經(jīng)濟成本支出下，可進一步發(fā)揮出機械式變速器的應用價值，為企業(yè)創(chuàng)收更多的經(jīng)濟收益。本文則是針對汽車機械式變速器現(xiàn)代設(shè)計方法進行探討，僅供參考。

2 汽車機械式變速器簡介

汽車機械式變速器裝置是由變速傳動裝置、殼體、操縱單元所組成的，通過齒輪嚙合狀態(tài)，劃分成不同檔位，確保通過檔位調(diào)節(jié)控制汽車發(fā)動機的工作參數(shù)，滿足汽車不同行駛狀態(tài)下呈現(xiàn)出的功能訴求。與自動變速器相比，機械式變速器在價格、維修、節(jié)油、操控性方面等具有一定的優(yōu)勢，通過對檔位的控制，實現(xiàn)在不同操控環(huán)境下，汽車行駛速度與發(fā)動機的精準協(xié)調(diào)，因為變速器的檔位直接與傳動比相掛鉤，在實際操作與運行過程中，利用傳動比控制汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速，可保證在連續(xù)驅(qū)動下，汽車發(fā)動機各項資源配置達到最優(yōu)化，降低發(fā)動機對燃油的消耗。在科學技術(shù)的更新與優(yōu)化下，機械式變速器結(jié)構(gòu)及運行模式正面臨著逐步調(diào)整，對于汽車企業(yè)來講，則必須以市場需求為導向，結(jié)合經(jīng)濟成本的產(chǎn)出值，對機械式變速器進行分析與確定，界定出更為科學、可靠的設(shè)計方法，提高機械式變速器裝置的制備質(zhì)量及應用價值。

3 汽車機械式變速器現(xiàn)代設(shè)計方法的運用

3.1 機械式變速器齒輪優(yōu)化設(shè)計

齒輪作為機械式變速器裝置運行的重要組件，通過齒輪之間的嚙合效果，可以保證變速器在驅(qū)動過程中，功能實現(xiàn)的對接性。對此，針對齒輪進行優(yōu)化設(shè)計時，必須針對齒輪所呈現(xiàn)出的各項參數(shù)值進行精度確定，將齒輪數(shù)、齒輪角度等，通過科學性參數(shù)，設(shè)計出不同運作模式下，齒輪應當具備的承載力及相關(guān)變動效果，提高變速器齒輪運行質(zhì)量。

3.1.1 針對齒輪模數(shù)、壓力角的設(shè)計

變速箱齒輪在運行過程中，模數(shù)與齒輪厚度之間存在線性關(guān)系，即為齒輪模數(shù)越多時，其在嚙合運行過程中，齒輪之間承接的作用力也將隨之增加，特別是在突然加速過程中，外界驅(qū)動需求將對齒輪造成更高的力學需求，這就需要適當增加齒輪的厚度，滿足變速器的運行需求。對此，在對齒輪進行設(shè)計時，必須綜合考慮到齒輪模數(shù)、齒輪運行極限值等，深度分析出不同操控視域下，齒輪在運行模式下，與模數(shù)相對應的厚度值是否能夠達到在不同工況下，資源的合理化配置。針對齒輪模數(shù)進行計算時，應考慮到汽車發(fā)動機在運行過程中傳遞扭矩，以及汽車發(fā)動機所呈現(xiàn)出的動力訴求點之間的關(guān)聯(lián)性，然后結(jié)合制定基準，標注出中心距離的數(shù)據(jù)參數(shù)，進而確保整個尺寸模數(shù)是符合尺寸設(shè)計標準的，為后續(xù)齒輪粘合運行提供數(shù)據(jù)支撐。此外，針對壓力角進行設(shè)計時，則應考慮到齒輪嚙合過程中的漸開線軌跡與整個受力點所呈現(xiàn)出的受力方向是否達到精準契合，當然此類壓力角高低是與漸開線中心基點之間的半徑距離具有關(guān)系的。

3.1.2 針對寬度、螺旋角優(yōu)化設(shè)計

針對齒輪寬度進行計算時，由于考慮到發(fā)動機內(nèi)部齒輪運行狀態(tài)所產(chǎn)生的力學參數(shù)是與整個檔位調(diào)節(jié)及指令驅(qū)動具有線性關(guān)系，則針對寬度值進行分析時，必須以齒寬系數(shù)與分度圓直徑為基準，將兩者進行相乘，進而精準查證出齒輪寬度在當前驅(qū)動任務中是否能夠達到可靠性運行基準。與此同時，在現(xiàn)階段整個車輛設(shè)計來講，高密度、輕質(zhì)量的設(shè)計形式已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢，進而通過自身質(zhì)量的降低，提高汽車油耗資源的利用效率。對于此，則必須充分結(jié)合整個變速機裝置的重量以及體系，合理界定出齒輪寬度所應遵循等參數(shù)范疇，且尺寸寬度值不得高于或低于整個數(shù)據(jù)指標。如果尺寸寬度過窄，則極有可能降低齒輪在運行過程中的承載力，甚至可能造成外界驅(qū)動系數(shù)較高時，因為瞬時間高強度的運作模式，使得齒輪造成嚴重的損毀問題。如果尺寸寬度過寬時，則將降低齒輪運行效率、在驅(qū)動過程中消耗更多的能源。除此之外，應針對齒輪的螺旋角進行標定處理，保證其傾斜程度符合齒輪長時間高負荷的運動需求，進而增強齒輪結(jié)構(gòu)固有的承載力。

3.1.3 針對齒數(shù)變位系數(shù)優(yōu)化設(shè)計

齒數(shù)及變位系數(shù)是影響齒輪運行的重要因素，其需要通過對技術(shù)的合理界定，保證變速器在運行過程中系數(shù)傳動比，可以真正切合到檔位調(diào)節(jié)工序中。只有這樣，才可真正通過檔位切換實現(xiàn)對齒輪嚙合運動狀態(tài)的精度調(diào)整，進而確保變速器裝置內(nèi)所呈現(xiàn)出的傳動驅(qū)動值是符合當前檔位調(diào)節(jié)下發(fā)動機設(shè)備運行需求的。對于此，針對齒輪齒數(shù)進行設(shè)計，則必須確保齒輪齒數(shù)的合理性，同時考慮到在過程中本身屬于持續(xù)性損耗的階段，特別是在頻繁性的突然起步狀態(tài)下，齒輪損耗程度也將逐漸增大。為進一步控制齒輪在使用周期內(nèi)的可靠性，則必須針對齒輪變位系數(shù)進行有效調(diào)整，通過結(jié)構(gòu)及運行強度提升技術(shù)的可靠性，保證在運行過程中可以精準驅(qū)動各類操控指令，完成相對應的調(diào)速及傳動變化。

3.1.4 針對齒輪修正和驗證優(yōu)化設(shè)計

齒輪參數(shù)的設(shè)定是變速器裝置運行的可靠性，保證其本身所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)屬性以及功能屬性，可以全部映射到變速器運行狀態(tài)中。這就需要在設(shè)計完成之后，針對齒輪各方面性能進行檢測與分析，按照計算數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)出的參數(shù)指標，查證出齒輪當前狀態(tài)是否符合實際使用需求，通過實際操作驗證出紙格在不同工況下的損耗率，并進行逐步優(yōu)化，得出更為精準的設(shè)計數(shù)據(jù)，為后續(xù)尺寸制造提供基礎(chǔ)保障。

3.2 汽車機械式變速器檔位的優(yōu)化設(shè)計

當前汽車市場中，車輛類型繁雜且不同車輛所搭載的變速器裝置也呈現(xiàn)出一定的差異性，對于不同使用工況下的汽車來講，其本身所呈現(xiàn)出的性能需求、應用需求等具有一定的多變性。但是從本質(zhì)原因來講，機械式變速器裝置在使用過程中，其是以經(jīng)濟性可靠性、動力性為主體，實現(xiàn)對變速器裝置的設(shè)計與應用，進而滿足不同類型汽車的運行需求，同時也可為整個車輛在復雜工況環(huán)境下的多功能操作需求奠定堅實基礎(chǔ)。

在對機械式變速器裝置中的檔位進行設(shè)計時，其檔位數(shù)量是與汽車行駛過程中所呈現(xiàn)出的功能需求相關(guān)聯(lián)的，通常來講普通汽車類型是以5檔位調(diào)節(jié)加一個倒檔調(diào)節(jié)為主，保障汽車在不同行駛工況下可以通過檔位調(diào)換實現(xiàn)汽車的精準性驅(qū)動，同時也可能達到節(jié)油減排的效用。當然針對一些大馬力汽車來講，也可通過增加檔位，實現(xiàn)對發(fā)動機功率驅(qū)動值的最大化提升，保證整體驅(qū)動過程中可以令汽車獲取更大的發(fā)動力，提高汽車使用性能。但是從實際操作角度來講，檔位設(shè)定對于駕駛?cè)藛T來講越多的崗位數(shù)量將提升整個操作難度，例如在行駛過程中，汽車在不同速度運行狀態(tài)下，對于檔位調(diào)節(jié)狀態(tài)具有較高的需求，例如在一檔行駛狀態(tài)下，汽車速度需維系在0～15千米每小時，一旦超出此類型時，速度則必須調(diào)整到2號檔位，保證汽車發(fā)動機驅(qū)動頻率是符合當前行駛狀態(tài)的，不會產(chǎn)生高耗損的現(xiàn)狀，但同時也將造成轉(zhuǎn)彎、爬坡、下坡突然起步及停車等過程中駕駛?cè)藛T需要對崗位進行不同操作，才可真正實現(xiàn)對汽車的合理控制。對于此在設(shè)計過程中，必須進一步對檔位數(shù)量進行合理設(shè)定，以符合汽車行駛及駕駛?cè)藛T的駕駛訴求。

針對汽車機械式變速器裝置檔位傳動比例進行設(shè)計時，則需要結(jié)合不同車型在行駛過程中對于傳統(tǒng)企業(yè)所呈現(xiàn)出的訴求來設(shè)定出相對應的傳動比系數(shù)，通常來講，家用轎車傳動比一般設(shè)定在2～5之間，而貨車傳統(tǒng)比則為6～8之間，這就需要在實際設(shè)計過程中，應充分結(jié)合汽車類型及其使用功能合理性，界定出各類設(shè)計指標，進而保證汽車機械式變速器在運行過程中的功能性與可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，汽車機械式變速器在具體設(shè)計時，必須充分考慮到汽車行駛功能、變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面，結(jié)合材料、施工工藝等，制定出更為完整的設(shè)計體系，確保其可科學性驅(qū)動變速器裝置的運行。

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