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汽车机械相关论文怎么撰写 和汽车机械式变速器的设计和分析方面专升本毕业论文范文

主题:汽车机械论文写作 时间:2024-03-06

汽车机械式变速器的设计和分析,本文是汽车机械相关论文范文检索跟变速器和汽车机械和分析类论文写作资料范文.

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摘 要汽车的所有零部件速器是最为关键的部件之一,变速器的优化设计不仅关系到汽车能否实现顺利换挡,更重要的是要保证汽车行驶过程中的安全.笔者通过对汽车变速器进行设计,对关键部件的设计方法进行了研究分析,从而实现汽车的机械变速器整体性能的提高与改善,为相关技术人员研究汽车变速器和确定以后的研究方向等提供了有益的参考.

关键词汽车;变速器;机械式;设计;分析

中图分类号:F407.471

文献标识码:C

文章编号:2095-1205(2018)07-28-02

近年来,我国汽车工业发展突飞猛进,汽车变速器的种类更是层出不穷,目前主要分为机械变速、自动变速和无级变速等几种方式.但无论技术如何发展,机械式变速永远是主要技术,变速器的设计主要包括变速器的优化设计、机械式变速齿轮的设计以及配套档位的设计等几个方面.对以上关键问题进行优化设计与研究能够有效改善汽车机械式变速器的设计水平,为汽车发展提供技术支持.

1 汽车机械式变速器总体研究分析

机械式变速器的作用主要是在汽车行驶过程中通过驾驶员对操作杆操作,变动不同齿轮的位置,实现不同的速度的传递.在换挡的过程中对传动轴的转动角速度进行了改变,通过角速度实现汽车速度的变化.机械式变速器刚问世的时候档位选择并不多,对于驾驶人员的要求比较高.上世纪五十年代,国外工程师设计了五个档位的汽车变速器,这也是当前汽车常用的模式.汽车机械变速器的齿轮组是不能移动的,对应档位齿轮的齿数也是统一的,不同档位对应齿轮的数量差值是一定的.

汽车变速器的一个主要功能是提供不同的轴杆传动比,产生对应的不同轮轴转动速度,实现汽车以不同的速度行驶.在汽车行驶稳定性方面也有相应要求,汽车变速器要求能够实现如下功能,即在发动机转动方向不变的情况下实现车辆的自由后退和前进,在变速器处理离开状态时,能够使汽车保持空挡状态,切断发动机的扭矩传输,进而使汽车能够实现快速准确换挡的目的.机械式变速的优点体现在多个方面,其中汽车机械式变速器能够促使发动机顺畅运行进而产生较大扭矩和牵引力.机械式变速器在制造工艺方面相对比较成熟、成本不高,是大部分汽车的基本零件,特别是在大众、夏利等中档汽车中应用更为普遍.

2 汽车机械式变速齿轮设计

齿轮是机械式变速器最基本最重要的组成部分,齿轮的表面强度、硬度、耐磨损和耐疲劳能力关系着整个汽车变速系统的性能表现.所以需要对机械式变速器齿轮进行优化研究与设计,对齿轮压力角、齿轮螺旋较和齿轮的齿数等参数进行优化设计,提高单片齿轮的承压能力,同时也有必要针对齿轮曲线进行形状优化来提高其承压能力,其中涉及到的参数有齿轮宽度、齿轮齿数和齿轮间距等.合理的齿轮设计能够保证变速器的高性能,同时也能大大降低变速器工作过程中的噪音.

变速齿轮的设计中的重要参数是齿轮模数,一般而言,齿轮模数越小对应的轮齿就越薄,齿轮模数越大对应的轮齿就越粗大,因此在齿轮设计过程中我们要保证配套对应的齿轮具有相同的模数,以确保齿轮处于平和稳定的状态中.在齿轮模数的设计过程中要尽量考虑齿轮加工的可行性和费用成本,设计的齿轮要保持模数相同,不同的齿轮需要传递的扭矩不同,因此齿轮模数的选择要考虑转动轴扭矩的大小和制造齿轮的材料强度.根据相关标准要求,变速器如果档位小则设计较大模数的齿轮,如果档位较高则设计较小模数的齿轮.

齿轮设计中的另一个重要参数是压力角,定义是轮齿受力的方向和齿轮渐开线的运动方向之间的夹角.一般情况下,渐开线上不同位置对应的压力角都各有差别,在距离基圆较近的地方对应的压力角较小.压力角的大小设计一般从以下两个方面考虑,分别是齿轮的承压能力和齿轮产生的噪音大小,如果设计的压力角较大,不同齿轮在咬合过程中产生的冲击力也比较大,进而造成齿轮噪音较大.当前常用的机械式变速器齿轮压力角一般设计为十六度、十八度或者二十度,载重汽车为提高其牵引能力,齿轮压力角采用二十六度.

齿轮的齿宽和螺旋角的合理设计也只不可忽视,齿轮的宽度一般是经过设计得到的,对应的计算公式是分度圆直径与齿轮宽度系数相乘得到.齿轮宽度的设计原则是既要保持变速器的较轻重量,又要确保齿轮在转动过程中保持稳定.齿轮设计的参数如果较宽,其对应的承压能力大大提高,缺点是设计的中心轴尺寸增加,增加成本的同时也增加了设计难度.齿轮设计的参数如果较窄,则承压能力有限,齿轮在运转过程中的稳定性能下降,齿轮变速器无法实现平稳工作.齿轮的螺旋角是反应轮齿倾斜大小的参数,这样的齿轮也叫斜齿轮,斜齿轮的优点是承压能力更大,且在不同齿轮的咬合过程中更加流畅,能够大大降低噪音的产生.

3 汽车机械变速器其它关键参数设计

中心距是指相互咬合在一起的两个齿轮圆心之间的距离,中心距的设计对于变速器的总体尺寸、体积和质量等产生重要影响.中心距如果设计过大,则不同齿轮的轮齿接触面积就小,齿轮的使用寿命会大大缩短.如果齿轮中心距设计过小,则齿轮的安装难度大大增加,增加了齿轮的磨损.当齿轮的齿轮设计完毕后,需要依据齿轮的刚度和强度参数对中心轴的粗细进行设计,确定了中心轴的基本参数后还需对其能够承受的扭矩力进行验证分析.

机械式变速器仍然为大多数汽车所采用,机械式变速器结构简单、性能稳定,具有较大的发展潜力和优势,因此相关技术人员仍有必要对重要参数进行研究分析和改进,确保我国汽车变速器的设计水平处于先进行列.

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