齿轮有关论文范文集,与汽车机械式变速器的现代化设计方法相关论文摘要

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摘 要：变速器系统是汽车的关键性零部件之一,变速器的设计,不但要达到换挡传动的目的,还要保障汽车驾驶的安全性与稳定性.本文深入介绍了汽车的机械式变速器,对汽车机械式变速器的齿轮、传动器等关键部件的设计方法进行研究分析,以期实现机械式变速器的现代化设计,从而大幅度提升汽车机械式变速器的整体性能.

关 键 词：机械式变速器；设计方法；研究

中图分类号：U463文献标识码：A

随着我国汽车产业的发展,变速器的种类也越来越多,主要有手动变速器、自动变速器、无极变速器、自动变速的手动变速器.其中机械式变速箱产生于二十世纪初,其技术已经发展的相当成熟,汽车机械式变速箱的现代设计方法提升了变速器的性能,对变速器的齿轮、档位、传动比以及其他关键部件的分析研究,不但能够提高机械式变速器的性能,改善汽车的动力状况,更为我国汽车业的发展提供了很好的前景与趋势.

一、机械式变速箱概述

机械变速器也称手动变速器,是指汽车在行驶过程中,驾驶员在换挡时,人为的操纵变速杆变换各档齿轮的位置,从而实现换挡、改变传动轴的旋转角速度与车桥半轴的旋转角速度之比的目的.在变速器产生之初,机械式变速器也只有3个档位,只有驾驶技术成熟的驾驶员才能实现熟练变挡.在二十世纪中期,美国首次设计出5个档位的变速器,目前全世界大部分汽车均采用五档变速,且多配备了同步器.机械式变速器是采用齿轮组固定,且每档的齿数是固定不变的,而各档的齿数呈等差数列变化,变速器每个档的变速比是一个固定值.例如,一档变速比是3.75,二档则是2.55,再到三档的1.25,汽车总的传动比就是这些固定值乘以主减速比,大部分汽车总共有5个级,因此它是有级变速器.

机械变速器的主要功能是改变汽车的传动比,提高车轮转矩与转速的变化幅度,以实现驾驶员对不同车速的需求,同时保持汽车发动机工作的稳定性；变速器可以在发动机曲轴转动方向不变的情况下,完成汽车的倒退行驶；此外,变速器在离合器分开的情况下,实现汽车空档状态,中断发动机动力的传递,以便实现快速换挡、汽车自由滑行的目的.

机械式变速器的功能优势相对于其他变速器是显而易见的,首先,机械式变速器能够协助发动机,使发动机产生强大动力,例如,在驾驶重型卡车方面,大型卡车通常装载的货物较多,需要发动机提供强大的动力,此时变速器通过变换档位可以协助发动机,汽车起步时,我们可以将变速杆调到“一档”,这样起步时就能产生强大的牵引力,特别是在陡坡路段,这一优势特别明显.其次,在大部分驾校中,汽车均采用机械式变速器,这种变速器对于提高学院驾驶技能,锻炼驾驶的稳定性有重要意义.再次,一些年轻的司机喜爱手动变速器,尤其是在超车、加速时机械式变速器带来的刺激感,同时,机械式变速器因工艺可靠、成本低等优势被大部分经济型轿车采用,对于普通百姓来说,经济适用性轿车最为适合.因此,像吉利、夏利、大众等一些中低档轿车都采用机械式变速器.最后,虽然自动变速器在迅速发展,但对于一些老司机来说,他们最为钟爱机械式变速器,要改变他们的看法,需要相当长的时间.

齿轮职称论文撰写技巧
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二、变速器齿轮的设计

齿轮是变速器的基本零件之一,其质量的好坏影响着整个变速器系统的功能,对汽车行驶的稳定性有重要作用.因此,设计人员一方面通过优化齿轮的设计参数,例如齿轮的齿数、压力角、螺旋角等追求齿轮的最大承载力,另一方面,通过对齿轮以及齿根的曲线形状进行修向、修形来提升齿轮的承载力.齿轮的设计要考虑的因素有很多,例如,齿轮的宽度、齿数、齿轮之间的距离、齿轮的螺旋角、齿轮模数等等.正确选择齿轮的设计参数可以尽可能的弥补机械式变速器设计的一些缺陷,使齿轮保持良好的工作状态,且便于制造、降低变速器噪音.

（一）齿轮的模数与压力角的选择

齿轮模数是齿轮尺寸计算的一个基本参数,用M表示,它是相邻齿轮同侧齿廓间的齿距与π的比值,计算公式是：

M等于T/π

一般模数越大,轮齿就越厚越高,为保障齿轮性能与良好的工作状态,设计者最好保证每对齿轮都有相应的模数,如果考虑齿轮的加工成本与设计加工的便捷性,设计人员最好选择一致的齿轮模数,模数的选择首先要根据传递扭矩的大小与齿轮的材料确定最小的中心距,在根据国家规定的齿轮模数进行选择,变速器的低档一般采用大模数,高档采用较小的模数.表1是常用的齿轮模式.

齿轮的压力角是渐开线运动方向与受力方向的夹角,渐开线上的每个点的压力角各有不同,离基圆越远,压力角越大.基圆的压力角为0,分度圆上的压力角一般为20°.（图）压力角的选择一般要从变速器的噪音与承载力两方面考虑,如果压力角增大,齿轮的冲力与啮合力也随着增大,这会导致齿轮震荡,发生噪音.机械式变速器的高档齿轮的压力角一般为16°、18°、20°,大型汽车齿轮为提高承载力,低档齿轮采用23.5°或26°,目前,大多数高档齿轮设计的压力角小于等于20°,低档齿轮压力角一般大于等于20°,一般的设计人员采用20°的压力角.

（二）齿轮宽度与螺旋角的设计

齿轮宽度是指齿轮的厚度,计算公式是齿宽系数乘以分度圆直径.齿宽的设计应&