【关键词】机械式齿轮变速器;可靠性;设计分析
机械式齿轮变速器在汽车发展史上占据着非常重要的地位，机械式齿轮变速器因其使用寿命长、效率高、生产工艺成熟、机械结构简单、保养方便等优点成为现今运用最 为广泛的变速器。但随着新技术的不断开发应用，无极变速器等自动变速器在汽车变速器市场中占据的份额越来越 大，因其操作简单的明显优势，使得机械式齿轮变速器的应用大幅下降。
1汽车变速器的发展概述
汽车问世至今已有百余年的历史，汽车的出现为人们 生活质量的改善、世界经济的发展带来了极大的影响，为人类 社会的进步做出了巨大的贡献。在汽车用内燃机作为动力装置时变速器就成为汽车传动系统中必不可少的组成部分。往复活塞式内燃机是现代汽车中应用最为广泛的动力装置，其具有质量 轻、体积小、使用方便、工作可靠等优点，但是它的转速和转矩变 化范围小，如果在使用条件比较复杂的情况下会对内燃机的转速和转矩的变化范围提出更高的要求，但往复活塞式内燃 机无法满足这些要求。因此，将主减速器和变速器安装到 汽车的传动系统中，用以达成减速增矩的目的来解决现实工况中汽车的经济性和动力性之间的矛盾。
变速器的功能主要体现在以下方面：一是通过汽车传 动比的改变来使车轮的转速和转矩的变化范围增大，帮助 汽车适应复杂的状况，并且保证发动机的工作处于最佳工 况范围;二是可以使动力传递暂时中断，实现空档来方便 发动机进行怠速、启动等;三是在不改变发动机的旋转方 向的条件下，使汽车能够倒退。根据操纵方式的不同，变 速器可以分为半自动操纵式、自动操纵式与强制操纵式;根据传动比的变化方式，变速器又分为无级式、有级式与 综合式。
2工作原理分析
自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。
传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。
3 对汽车机械式变速器变速传动机构的可靠性进行分析
对汽车机械式变速器的传动机构的可靠性进行分析的核心工作是分析变速器内部的机构当中可靠度的分配是否合理，同时也需要对汽车机械式变速器内部的机构当中的可靠度分配是否与汽车实际的操作具有复合性。在具体分析的过程当中，需要对汽车实际运行环境进行明确，并了解传动载荷的分布情况，制造成本以及整体的工艺水平，这些都是对其产生影响的重要因素。并且汽车机械式的变速器的可靠性分析的重点应该放在对齿轮、轴以及花键、轴承等方面。
分析变速齿轮可靠性的时候需要注意，变速器体积是对设计进行控制的一个重要的方面，所以需要在满足行车稳定性和动力需求基础之上减小变速器的体积，并且需对动力控制机构的精密性进行分析，不断的节约相关的制造成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对程序进行分析，它能够对汽车机械式变速器的体积产生影响，以保证将变速器体积控制在可控范围之内，并且将分析的重点放在变速器齿轮上。汽车的机械式变速器变速齿轮在制式上一般是空心的，相关的结构框的直径尺寸和变速器的轴径是相符合的。通过相关的分析可以得出，需要将空心结构当作实心结构来进行考虑，这样可以使分析的过程相对较为简化，还能够保证所获取的相关结果更加的可靠和准确。在进行机械式变速齿轮可靠性能分析的时候，很多参数会对系统稳定性产生影响，而且对齿轮传动的重合度上的影响更大。
对于变速器轴的可靠性进行分析时，因为变速器是承载操作控制应力传输的一个较为重要的组成部件，所以它的结构较为复杂。应该尽可能地保证结构刚度和稳定性，并在此基础上对轴承的质量进行减轻，可有效提升传动的灵活性，也能够为其他构件提供较多的空间。花键的连接是主要是方便多齿轮运行，载荷承载的表现相对较为良好，所以需要具有理想的最终性和异向性。花键结构的齿根比较浅，所以在进行变速传动过程当中，它需要具有较高的水平，以便于保证变速器，在传动过程当中具有整体的平稳性和可靠性。轴承的可靠性十分重要，要和轴承的相关结构特征进行关联，一般第一轴的前轴承采用向心球，而后轴承是外座圈上存在制动槽的向心球轴承。第二轴的前端一般采用短圆柱滚子轴承或者是滚针轴承，不断选择带止动槽的单列向心球轴承。在具体的运行过程中需要根据相关汽车轴承的可靠性进行规范，以便于达到相关的需求。
4汽车机械式变速器传动机构可靠性优化设计
根据变速器轴承可靠性进行优化，使其能够为核心的传动部件和定位安装件提供帮助，从根本上对整体性和流畅性进行保证。主要的优化目标是轴的强度和刚度。因此需要在满足这两个要求的根本前提之下，尽可能的对轴的材料和重量进行设计优化，不断地对相关内容进行确定，保证各个轴段的直径符合标准。这样才能为其他零部件提供更加广阔的设计空间。
它可以在一定程度上保证操作的可靠性，使操作轻便舒适，并且更加具有效率。对轴结构进行分析，其定力过度的部分所产生的应力荷载，其可靠性的就和工作需要当做是优化设计方案最终所要确定的依据。
除此之外，连接可靠性的优化设计也十分重要，连接对于汽车机械变速传动系统来说，它是当中不可以忽略的一个重要的组成部分，所以相关设计人员需要对其进行连接可靠性的设计，在进行设计的时候需要根据链接结构、零件情况以及配合的情况进行协调，不能够单纯的对于单方面因素进行考虑就对整体性的配合忽略。机械零件的结合，具有复杂多变的特点，所以为了保证连接的有效性，就必须设计安装连接件，比如是一些的铆钉、螺栓以及键的固定件等等，它能有效保证位置的准确性。而且需要保证它具有足够大的承载能力，具体让需要通过钻孔、加工键槽相关的方式加以确定。要保证连接可靠性，需要保证接头的耐磨性和强度，所以要在最大程度上防止出现失效的风险，并且加大连接的有效性。
5 结语
综上所述，本研究简单针对汽车机械式变速器转动传动机构的可靠性的优化设计进行简要分析。因为变速器在汽车来看，它是汽车的关键的零部件，可靠性会对汽车的整车质量的稳定性和可靠性产生影响。所以需要对变速器的可靠性进行研究，在进行设计的時候，也必须将可靠性纳入到设计过程中。只有这样才能够更好地保证汽车机械式变速器的传动机构能够具有较好的可靠性。
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论文作者:马宗杰,侯洪超
论文发表刊物:《中国电业》2019年第21期
论文发表时间:2020/4/15
标签：变速器论文; 汽车论文; 可靠性论文; 换挡论文; 机构论文; 齿轮论文; 轴承论文; 《中国电业》2019年第21期论文;