曹国峰
东风悦达起亚汽车有限公司 江苏省盐城市 224001
摘要：现如今交通业迅猛发展，汽车的销售量也随之上升，相比于销量，汽车的可靠性与安全性显得更加重要。而在汽车的设计中，最重要的就是变速器。变速器的主要作用就是将发动机的动力传送给汽车，从而带动汽车相关设备，使汽车正常行驶。其中，车速的调整就是通过变速器来实现的，而变速器设计的可靠程度又会直接影响到汽车行驶状况的安全与否。本文通过研究汽车机械式变速器的可靠程度，对汽车机械式变速器优化设计实现路径进行了探究。
关键词：汽车；机械式变速器；优化设计；实现路径
中图分类号：U463 文献标识码：A
1汽车机械式变速器的可靠性研究
1.1变速齿轮
变速器的体积会直接或间接地影响优化设计的效果。因此，我们要尽可能缩小变速器的体积，但是同时也要注意，不能影响到车辆的行驶平稳状况，要保证汽车的动力需求的得到满足。除此之外，我们还要对动力结构的精密程度进行研究，尽可能降低生产成本。加强研究程度，可以使机械式变速器的体积发生相应的变化，控制在合理的范围之内[1]。一般情况下，机械式变速器的变速齿轮都是空心设计的，它的结构框直径与变速器的轴颈都比较温和。从实际情况中，我们可以得知，将空心结构当作是新结构进行研究，可以帮助我们在很大程度上简化研究流程，并且帮助我们获取有效准确的研究结论。从研究的整体情况来看，大部分的参数与系统的平稳运行有着千丝万缕的联系，并且对齿轮转动的重合作用表现得也更加明显。
1.2变速器轴
作为操控应力传输的主要部件之一，变速器轴的结构也是相当复杂的，因此，这就要求我们务必确保变速器的结构强度够强，同时足够稳定。连接花键是为了齿轮运行更加良好。要想其荷载承载表现出良好的状况，就需要拥有异向性和最终性。若花键齿根比较浅，那么，在变速转动时，就能够为变速器提供安全与稳定的保障。其主要要点之一就是保障轴承的可靠程度。
2汽车机械式变速器设计存在的问题
现如今，我们大多采用现代化设计方法进行设计，包括汽车的整机设计、零部件系统的设计以及汽车机械式变速器的设计。这种方法的最大优势就在于，精密的数字运算优化，能够为汽车整机实现最佳设计性能，或者实现局部设计的优化，以降低尾气排放，减少汽车燃料。因此，现代优化设计成了人们对汽车变速器研究的首选。但是，不能忽略的是，现代优化设计设计出来的产品，不仅功能得到了优化，它的性能也得了提升，尤其是对汽车变速器而言，它的平稳度、安全性、可靠度成为首要的三个性能指标[2]。采用此方法设计的变速器是否有效实现了三种指标的优化，其结果谁也不知道，只有严密的测试才能够说明一切，实际上，经过现代优化设计方法设计出来的变速器，性能可能并没有与其想象的那样好。对汽车机械式变速器的研究，必须要通过对其可靠性进行分析确认。
3汽车机械式变速器优化设计实现路径
3.1优化设计整车配套设计
优化设计建模整车配套设计的制作过程中，通过分析建模和设计优化功能，实现强大传动系统实用性软件设计的最大功能。分析变速箱设计齿轮和轴的辅助设计理念，研究整车匹配各种速比分配及配齿计算的平衡自动分配变位系数，有效提高各种齿轮参数的设计以及整体效果的辅助设计参数。依据S-N的曲线校对核对齿轮的强度，从而增强传动轴计算刚度和绕度各支点的支撑反力计算参数，从而实现复杂计算简易化的优化设计目标。
其次，依据不同类型的汽车，设计总档数和一档速比的档位数参数。基于不同工况下，有效改变发动机在驱动轮上的转速与扭距，从而有利于确保汽车达到高性能的动力以及经济性的指标，从而选择合理化的配置变速器档位以及各种档速比。在确定一档传动比的过程中，兼顾考虑汽车的最大爬坡度以及驱动轮与地面的附着力，是否达到主动传动比状态[3]。而计算汽车最大爬坡度主要通过分析最大驱动力能否克服路面与轮胎之间的滚动阻力以及上坡阻力，可以设置在汽车上坡行驶过程中设定车速不高，可以忽略空气阻力。
3.2优化变速器传动效率试验台架模型分析
充分搭建整体台架结构，有效保障驱动电机和负载电机达到自带编码器的设计功效，通过实施试验得出测试结果，显示相关变速器通过输入轴和输出轴转速，采用交流电机启动模拟发动机动力输入效果，通过转矩传输器传感器实施测定相关变速器的输入、输出轴转矩，计算得出输入和输出轴的传动效率功率的比值，有效获得精准的变速器和匹配发动机的参数条件。总之，加载电机模拟大小结构的两组电机，分别实施电机控制设计变频器的驱动转速与转矩实验。有效采用回馈电封闭驱动系统，经过直流母线能量回馈促进负载电机的发电容量，实现独立配置润滑油冷却系统调节相关测变速箱的实际油温，有效保障自动换挡实现远程控制换挡，满足自动化试验工况的实际需求。
3.3优化变速器档位的设计参数
首先，优化设计变速器档位，有效增强汽车发动机提速动力和爬坡性能，有效降低汽车等数的增加，节约耗油成本。充分考虑到优化设计档位，发挥解决降低负面作用问题，不断提升档位传动比的计算精准比值。细化分析了不同车型进行传统与高档转动比的传送变速器比值差距，充分考虑汽车发动机使用条件的参数，有效设计不同车型传送比精准计算的机械师变速器性能。结合两个齿轮圆心距离设计机械式变速器的中心距，精准计算其总体尺寸、质量、体积所产生的重要影响意义。兼顾考虑设计不同齿轮的轮齿接触面应适宜中心距，中心距设计过大或过小，都会导致齿轮影响寿命及安全难度，增加了齿轮的磨损。
其次，针对中心距设计刚度和强度、粗细适宜的中心轴，设计参数还需要结合承受的扭矩力相关参数的试验，验证得出结果。从而采用机械式变速器强化结构性能稳定发展的潜力优势。需要有效提升设计人员对相关重要参数，进行全面系统的研究与分析，得出验证分析的数据结果，从而有效保障我国设计汽车机械式变速器，达到国际、国内先进领先技术的发展趋势标准。
再次，设计安全可靠性的机械式变速器齿轮复合模型。分析变速器相关函数模型的可靠性，搭建轻量化、可靠性的复合型模型建设条件。例如变速器内齿轮出现故障，一定会导致整体变速器齿轮出现故障，因此需要准确检测全部齿轮的安全稳定性。利用相应符号正确检测相关设备齿轮误报、侦测概率衡量数据计算标准，从而掌握易出现故障诊断规则性能的计算方法，最终搭建齿轮故障模型设计可靠性的机械式变速器求解设计方法，以及设计求解变量的可靠性设计函数，不断增强多目标优化设计函数的方程组，从而获得实现轻量化、可靠性设计变速器展开求解，获得测试系统提升解决故障率计算，造成系统的可靠性和计算的可信性，全面深化提升机械式变速器优化可靠性设计的广泛实践与应用。
综上所述，随着社会促进机械式变速器的发展趋势，需要全面提升机械式变速器设计环节，加强可靠性优化设计的科技改良技术基础，不断探索增强变速齿轮和变速档位及相互切换的汽车整体优化功能质量、技术水平，从而有效保障汽车整体质量水平达到改进人们出行安全保障的安全稳定途径，为我国汽车制造行业奠定社会稳定发展的可持续发展趋势。
参考文献
[1]张驰，苏伟君，江吉彬.新能源汽车变速器试验台测控系统设计[J].南昌工程学院学报，2019，38(04):64-70.
[2]薛其华.汽车变速器维修决策设计与实现探讨[J].时代汽车，2019(03):176-177.
[3]冯大强.汽车变速器斜齿轮的优化设计[J].内燃机与配件，2019(03):217-220.