浅谈汽车机械式变速器现代设计方法的运用

颜廷立

摘 要：机械式变速器在汽车中起到以档位调节驱动各类行驶状态的效用，为进一步契合可持续发展理念，则必须从不同方面考虑到汽车行驶过程中对机械式变速器产生的功能诉求，制定出更为完整的设计规划。基于此，文章以汽车机械式变速器为切入点，机械式变速器齿轮及档位，对汽车机械式变速器现代设计方法的运用进行研究。

关键词：汽车 机械式变速器 现代设计方法

1 引言

汽车机械式变速器是一种手动变速装置，通过对档位的控制，可以实现对发动机转速、转矩运行参数的更改，满足不同行驶工况，例如，起步、过弯、加减速等行驶模式下，可由档位控制汽车行驶过程中所获得的牵引力。与此同时，机械式变速器装置的应用下，可以确保汽车在行驶状态下，令发动机装置与汽车档位变化具有协调性与统筹性，发挥出发动机设备的最佳工况，提高汽车运行效率。在新技术、新工艺的不断应用下，传统汽车机械式变速器设计规划也在面临着逐步调整，确保在合理的经济成本支出下，可进一步发挥出机械式变速器的应用价值，为企业创收更多的经济收益。本文则是针对汽车机械式变速器现代设计方法进行探讨，仅供参考。

2 汽车机械式变速器简介

汽车机械式变速器装置是由变速传动装置、壳体、操纵单元所组成的，通过齿轮啮合状态，划分成不同档位，确保通过档位调节控制汽车发动机的工作参数，满足汽车不同行驶状态下呈现出的功能诉求。与自动变速器相比，机械式变速器在价格、维修、节油、操控性方面等具有一定的优势，通过对档位的控制，实现在不同操控环境下，汽车行驶速度与发动机的精准协调，因为变速器的档位直接与传动比相挂钩，在实际操作与运行过程中，利用传动比控制汽车发动机转速，可保证在连续驱动下，汽车发动机各项资源配置达到最优化，降低发动机对燃油的消耗。在科学技术的更新与优化下，机械式变速器结构及运行模式正面临着逐步调整，对于汽车企业来讲，则必须以市场需求为导向，结合经济成本的产出值，对机械式变速器进行分析与确定，界定出更为科学、可靠的设计方法，提高机械式变速器装置的制备质量及应用价值。

3 汽车机械式变速器现代设计方法的运用

3.1 机械式变速器齿轮优化设计

齿轮作为机械式变速器装置运行的重要组件，通过齿轮之间的啮合效果，可以保证变速器在驱动过程中，功能实现的对接性。对此，针对齿轮进行优化设计时，必须针对齿轮所呈现出的各项参数值进行精度确定，将齿轮数、齿轮角度等，通过科学性参数，设计出不同运作模式下，齿轮应当具备的承载力及相关变动效果，提高变速器齿轮运行质量。

3.1.1 针对齿轮模数、压力角的设计

变速箱齿轮在运行过程中，模数与齿轮厚度之间存在线性关系，即为齿轮模数越多时，其在啮合运行过程中，齿轮之间承接的作用力也将随之增加，特别是在突然加速过程中，外界驱动需求将对齿轮造成更高的力学需求，这就需要适当增加齿轮的厚度，满足变速器的运行需求。对此，在对齿轮进行设计时，必须综合考虑到齿轮模数、齿轮运行极限值等，深度分析出不同操控视域下，齿轮在运行模式下，与模数相对应的厚度值是否能够达到在不同工况下，资源的合理化配置。针对齿轮模数进行计算时，应考虑到汽车发动机在运行过程中传递扭矩，以及汽车发动机所呈现出的动力诉求点之间的关联性，然后结合制定基准，标注出中心距离的数据参数，进而确保整个尺寸模数是符合尺寸设计标准的，为后续齿轮粘合运行提供数据支撑。此外，针对压力角进行设计时，则应考虑到齿轮啮合过程中的渐开线轨迹与整个受力点所呈现出的受力方向是否达到精准契合，当然此类压力角高低是与渐开线中心基点之间的半径距离具有关系的。

3.1.2 针对宽度、螺旋角优化设计

针对齿轮宽度进行计算时，由于考虑到发动机内部齿轮运行状态所产生的力学参数是与整个档位调节及指令驱动具有线性关系，则针对宽度值进行分析时，必须以齿宽系数与分度圆直径为基准，将两者进行相乘，进而精准查证出齿轮宽度在当前驱动任务中是否能够达到可靠性运行基准。与此同时，在现阶段整个车辆设计来讲，高密度、轻质量的设计形式已经成为主流发展趋势，进而通过自身质量的降低，提高汽车油耗资源的利用效率。对于此，则必须充分结合整個变速机装置的重量以及体系，合理界定出齿轮宽度所应遵循等参数范畴，且尺寸宽度值不得高于或低于整个数据指标。如果尺寸宽度过窄，则极有可能降低齿轮在运行过程中的承载力，甚至可能造成外界驱动系数较高时，因为瞬时间高强度的运作模式，使得齿轮造成严重的损毁问题。如果尺寸宽度过宽时，则将降低齿轮运行效率、在驱动过程中消耗更多的能源。除此之外，应针对齿轮的螺旋角进行标定处理，保证其倾斜程度符合齿轮长时间高负荷的运动需求，进而增强齿轮结构固有的承载力。

3.1.3 针对齿数变位系数优化设计

齿数及变位系数是影响齿轮运行的重要因素，其需要通过对技术的合理界定，保证变速器在运行过程中系数传动比，可以真正切合到档位调节工序中。只有这样，才可真正通过档位切换实现对齿轮啮合运动状态的精度调整，进而确保变速器装置内所呈现出的传动驱动值是符合当前档位调节下发动机设备运行需求的。对于此，针对齿轮齿数进行设计，则必须确保齿轮齿数的合理性，同时考虑到在过程中本身属于持续性损耗的阶段，特别是在频繁性的突然起步状态下，齿轮损耗程度也将逐渐增大。为进一步控制齿轮在使用周期内的可靠性，则必须针对齿轮变位系数进行有效调整，通过结构及运行强度提升技术的可靠性，保证在运行过程中可以精准驱动各类操控指令，完成相对应的调速及传动变化。

3.1.4 针对齿轮修正和验证优化设计

齿轮参数的设定是变速器装置运行的可靠性，保证其本身所呈现出的结构属性以及功能属性，可以全部映射到变速器运行状态中。这就需要在设计完成之后，针对齿轮各方面性能进行检测与分析，按照计算数据所呈现出的参数指标，查证出齿轮当前状态是否符合实际使用需求，通过实际操作验证出纸格在不同工况下的损耗率，并进行逐步优化，得出更为精准的设计数据，为后续尺寸制造提供基础保障。

3.2 汽车机械式变速器档位的优化设计

当前汽车市场中，车辆类型繁杂且不同车辆所搭载的变速器装置也呈现出一定的差异性，对于不同使用工况下的汽车来讲，其本身所呈现出的性能需求、应用需求等具有一定的多变性。但是从本质原因来讲，机械式变速器装置在使用过程中，其是以经济性可靠性、动力性为主体，实现对变速器装置的设计与应用，进而满足不同类型汽车的运行需求，同时也可为整个车辆在复杂工况环境下的多功能操作需求奠定坚实基础。

在对机械式变速器装置中的档位进行设计时，其档位数量是与汽车行驶过程中所呈现出的功能需求相关联的，通常来讲普通汽车类型是以5档位调节加一个倒档调节为主，保障汽车在不同行驶工况下可以通过档位调换实现汽车的精准性驱动，同时也可能达到节油减排的效用。当然针对一些大马力汽车来讲，也可通过增加档位，实现对发动机功率驱动值的最大化提升，保证整体驱动过程中可以令汽车获取更大的发动力，提高汽车使用性能。但是从实际操作角度来讲，档位设定对于驾驶人员来讲越多的岗位数量将提升整个操作难度，例如在行驶过程中，汽车在不同速度运行状态下，对于档位调节状态具有较高的需求，例如在一档行驶状态下，汽车速度需维系在0～15千米每小时，一旦超出此类型时，速度则必须调整到2号档位，保证汽车发动机驱动频率是符合当前行驶状态的，不会产生高耗损的现状，但同时也将造成转弯、爬坡、下坡突然起步及停车等过程中驾驶人员需要对岗位进行不同操作，才可真正实现对汽车的合理控制。对于此在设计过程中，必須进一步对档位数量进行合理设定，以符合汽车行驶及驾驶人员的驾驶诉求。

针对汽车机械式变速器装置档位传动比例进行设计时，则需要结合不同车型在行驶过程中对于传统企业所呈现出的诉求来设定出相对应的传动比系数，通常来讲，家用轿车传动比一般设定在2～5之间，而货车传统比则为6～8之间，这就需要在实际设计过程中，应充分结合汽车类型及其使用功能合理性，界定出各类设计指标，进而保证汽车机械式变速器在运行过程中的功能性与可靠性。

4 结语

综上所述，汽车机械式变速器在具体设计时，必须充分考虑到汽车行驶功能、变速器内部结构等方面，结合材料、施工工艺等，制定出更为完整的设计体系，确保其可科学性驱动变速器装置的运行。

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