汽车变速器可靠性设计研究
汽车机械式变速器多目标可靠性设计分析
产能经济363汽车机械式变速器多目标可靠性设计分析李淑廷 李 英 许春平 郑希江 莱芜职业技术学院摘要：本文将某款商用轿车作为分析实例，结合该汽车在制造过程中的动力要求，在确保汽车内部结构各个零部件强度不变的基础上，保证其刚度可靠性，需要将汽车中的机械式变速器进行多目标可靠性设计。
为此，将机械式变速器传动齿轮的最大重合度以及齿轮系的最小体积作为多优化目标，利用数学方法来构建相应的数学模型，并通过MATLAB 软件的应用来实现多目标可靠性优化设计。
通过该方法的合理运用，不仅能够减小汽车机械式变速器的体积，还能使汽车机械式变速器的传动平稳性得到进一步改善。
关键词：机械式变速器；多目标；可靠性中图分类号：U463.212 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2019)027-0363-01引言自21世纪以来，我国汽车产业的蓬勃发展，使汽车已经成为人们日常出行的重要交通工具。
在汽车制造产业中，机械式变速器作为其重要的组成部分，直接影响着汽车的整体性能，设计人员在对机械式变速器时，不仅需要确保机械式变速器能够占用尽量少的空间，还要保证机械式变速器具有良好的传动平稳性，只有这样才能使机械式变速器在汽车结构中得以正常工作，从而使汽车具有良好的整体性能。
但是，如何对机械式变速器进行可靠的设计，使其能够满足汽车的使用要求，也已成为设计人员在汽车制造过程中面临的重要问题。
为此，本文提出一种多目标可靠性设计方法，将汽车机械式变速器的传动齿轮最大重合度、齿轮系最小体系作为两个主要的优化目标，然后利用数学建模方法及MATLAB 工具来进行多目标可靠性优化，以期为设计人员提供一种可行、高效的设计方法。
一、汽车机械式变速器可靠性设计的数学模型构建为了分析汽车机械式变速器的具体设计工作，本文将某款商用轿车作为实例，该轿车属于一种轻型汽车，其采用的机械式变速器为4档，即i 4=1, 0。
以该商务轿车作为研究对象，以此实现对机械式变速器的多目标优化设计。
汽车变速器的可靠性分析
汽车变速器的可靠性分析摘要：我国汽车工业的发展，经过三个主要的发展阶段：动力、传统、控制三个时期，其中变速器系统的可靠性是一个重要的课题。
文章对汽车变速器的可靠性进行了较为系统的论述，以及对促进我国汽车工业的可持续发展具有一定的理论意义。
关键词：汽车变速器；可靠性；汽车工程在当今的经济和社会环境中，随着工业技术的不断进步，汽车零部件的品质不断提高，技术不断优化。
汽车变速器系统是汽车的重要组成部分，它直接关系到汽车的行驶性能，保证了汽车的动力性、操纵性和安全性。
由于汽车的变速器系统在使用中会出现一些损失，从而导致其性能降低，从而影响到汽车的行驶速度以及安全问题。
所以，对汽车的变速器系统进行理论和可靠性的分析是非常必要的。
文章从结构特点、工作原理、可靠性等方面进行了分析，为汽车变速器系统的使用和性能打下了坚实的基础。
1.汽车变速器的结构特点汽车变速器系统对汽车的加速、减速都具有很好的保护功能，在变速期间，也可以利用变速器的换档功能，来增加行驶的平稳性。
关于汽车变速器系统的结构特征，本章重点就如下几方面展开讨论。
1.1 行驶性能较好汽车变速器是变速换档的重要组成部分，它不仅保证了汽车在行驶时的平稳性，而且还能有效地减少变速器系统对汽车的影响。
该结构具有优良的结构特性，尤其是在复杂的道路和路况下，对汽车的行驶特性有着很大的要求，而变速器的出现就能够发挥很好的保障功能。
使用变速器的汽车在启动时所受到的拉力会增加，可以降低车轮的滑移，同时又能够保证汽车在前进时的压力增大，以及保护汽车的安全，进而防止由于引擎熄火对汽车的正常行驶功能产生影响，从而提高了汽车的正常行驶功能。
1.2 行驶安全性保障汽车的变速器系统具备了相应的超载保护功能，可以在各种情况下，在起步、换档、刹车等情况下，都能有效地吸收震动，从而减轻了发动机和变速器系统的动力负担，从而延长了发动机和变速器控制系统的使用寿命，进而大大地提高了汽车的正常通过能力和工作品质。
变速器设计文献综述
变速器设计文献综述变速器是一种机械装置，用于调整发动机输出的转速和转矩，以适应不同的工况和驾驶需求。
它是汽车传动系统中的关键部分，直接影响着汽车的性能、燃油经济性和驾驶舒适度。
为了降低车辆的燃油消耗和减少尾气排放，近年来对变速器的设计和研究日益重要。
变速器的设计要考虑多个因素，包括实现满足不同驾驶工况需求的传动比、提高传动效率、减小体积和重量以及提高可靠性等。
变速器的结构形式有多种，如手动变速器、自动变速器和无级变速器等。
下面将介绍几篇关于不同种类变速器设计的文献综述。
文献[1]中介绍了一种无级变速器的设计方法。
该文献提出了一种基于摩擦材料的无级变速器设计理论，以实现高效的功率传递和平滑的速度调整。
通过结合摩擦材料的特性和变速器的结构设计，实现了在不同工况下的变速器性能优化。
文献[2]中研究了一种基于电子控制的自动变速器的设计方法。
该文献提出了一种基于电脑仿真和优化方法的自动变速器设计流程，以提高变速器的传动效率和换挡平顺性。
通过对变速器的流体动力学分析和系统控制策略的优化，实现了自动变速器的性能改善。
文献[3]中介绍了一种手动变速器的设计方法。
该文献提出了一种基于杆杆位置传感器的手动变速器设计理论，以提高换挡的精度和平顺性。
通过对杆杆位置传感器设计的优化和变速器机构的改进，实现了手动变速器的性能提升。
除了以上几篇文献，还有很多关于变速器设计的研究。
如文献[4]研究了一种基于连续变压器原理的变速器设计方法，以提高变速器的能量回收和节能效果；文献[5]研究了一种基于副变速器的变速器设计方法，以提高变速器的输出转矩和传动效率。
这些研究为变速器设计提供了新的思路和方法。
综上所述，变速器设计是汽车工程领域的一个重要研究方向。
通过对不同种类变速器的设计理论、仿真和优化方法的研究，可以提高变速器的性能和可靠性，从而降低车辆的燃油消耗和减少尾气排放。
随着科技的不断进步和技术的不断创新，相信未来变速器设计领域仍将有更多的突破和创新。
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计摘要：目前，随着我国社会不断进步与发展，我国的汽车拥有量呈现出明显的上升趋势。
目前，很多汽车生产厂商，在一定程度上都在为满足人们的日常生活需求与带来更好的驾驶体验而努力。
因此，在随着人们对汽车设计要求不断提高的同时，企业的变速器质量与性能的可靠性备受瞩目，成为诸多汽车设计与制造厂商需要重点关注的内容之一。
汽车的机械式变速器是目前得到诸多好评的变速器，其有着寿命长、稳定性高等优点，是诸多汽车上配备的标准变速器。
但是，为了促进汽车行业更好的进步与发展，在机械式变速器变速传动机构的可靠性方面进行优化设计，更能够提高汽车的变速器使用性能，进而提高汽车的使用性能。
所以，本次主要针对其可靠性进行分析与探究。
关键词：机械式变速器；变速传动机构；可靠性优化汽车的性能优化，在一定程度上离不开汽车的变速器优化，汽车在发展的历史进程中，特别是汽车的主要动力以内燃机为主之后，变速器对于汽车的重要性越发明显，其是确保汽车能够正常使用的关键组成部分，不可缺少。
在实际应用的过程中，变速器能够改变汽车的传动比，能够确保发动机在最有利的范围内为汽车的行驶提供动力，是优化汽车行驶的关键元器件。
本文研究的变速器，之所以能够沿用至今，这与其高效率、高性能、长使用寿命和更强的稳定性有着直接的关系，得到诸多汽车制造厂商与驾驶人员的认可。
但是，在汽车行业的发展中，如何提高机械式变速器在传动性能与减小变速器的体积成为主要的研究内容，是未来汽车主要研究领域之一。
1汽车机械式变速器传动结构的可靠性分析针对汽车机械式变速器传动结构的可靠性分析，在一定程度上需要结合数学建模的方式进行综合研究与探究，其中主要包括了对各个零部件的尺寸、荷载以及制造材料等数据的研究，通过数学建模的方式能够极大程度地提高变速器的设计精准度，是确保变速器设计合理的关键。
因此，下文主要结合数学建模方式对其传动结构的可靠性展开研究。
1.1机械式变速器传动机构可靠度分配首先需要做的就是对其可靠度进行分配，并通过结合约束条件分析的方式对其可靠度进行建模分析。
变速工作原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解变速器的基本结构和工作原理；2. 掌握变速器的操作方法；3. 分析变速器在不同工况下的性能表现；4. 研究变速器的优化方法。
二、实验器材1. 变速器实验台；2. 变速器结构图；3. 操作手册；4. 记录表格；5. 计时器。
三、实验原理变速器是一种用于改变发动机转速与车轮实际行驶速度的装置，它能够在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比。
通过换挡，可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下，从而提高驾驶舒适度和燃油经济性。
变速器的工作原理主要包括以下几部分：1. 齿轮传动：通过不同尺寸的齿轮组合产生变速和扭矩；2. 液力传动：利用液力传递和齿轮组合的方式实现变速和变扭；3. 液压控制系统：通过液压系统控制齿轮的啮合与分离，实现自动换挡。
四、实验步骤1. 观察变速器实验台，熟悉其结构和工作原理；2. 按照操作手册，启动实验台，观察变速器的工作状态；3. 在不同的工况下，通过操作换挡杆，观察变速器的变速和变扭效果；4. 记录实验数据，分析变速器在不同工况下的性能表现；5. 研究变速器的优化方法，提出改进措施。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，在低速行驶时，变速器输出较低的速度和扭矩，有利于提高车辆的加速性能；在高速行驶时，变速器输出较高的速度和扭矩，有利于提高车辆的行驶稳定性。
2. 通过分析实验数据，发现以下规律：（1）变速器在低速行驶时，输出较低的速度和扭矩，有利于提高车辆的加速性能；（2）变速器在高速行驶时，输出较高的速度和扭矩，有利于提高车辆的行驶稳定性；（3）在特定工况下，通过调整齿轮组合，可以优化变速器的性能。
3. 针对实验结果，提出以下改进措施：（1）优化齿轮组合，提高变速器的加速性能；（2）改进液压控制系统，提高变速器的换挡平顺性；（3）研究新型变速器结构，提高变速器的燃油经济性。
六、实验总结本次实验使我们对变速器的基本结构和工作原理有了更深入的了解，掌握了变速器的操作方法，并分析了变速器在不同工况下的性能表现。
汽车变速器齿轮设计及问题研讨
汽车变速器齿轮设计及问题研讨1. 引言1.1 研究背景汽车变速器齿轮设计是汽车传动系统中的核心部件，直接影响着汽车的性能和稳定性。
随着汽车工业的快速发展，对于汽车变速器齿轮设计的要求也越来越高。
目前市场上存在着很多变速器齿轮设计方面的问题，例如噪音过大、传动效率低、寿命短等。
这些问题不仅影响了汽车的运行效果，还可能对驾驶员的驾驶体验造成不良影响。
进一步研究汽车变速器齿轮设计原理及问题成为了当下的重要课题。
通过对现有变速器齿轮设计进行深入分析，找出问题所在，并提出优化设计方法，可以有效提高变速器齿轮的性能和可靠性。
对材料选择与加工工艺进行研究，也能够为汽车变速器齿轮的设计和制造提供更好的支持。
通过性能测试与评估，更加客观地了解汽车变速器齿轮的性能表现，为进一步的优化设计提供依据。
【这是研究背景的内容，总字数2000字。
】1.2 研究目的汽车变速器齿轮设计及问题研讨研究目的：研究目的是通过深入探讨汽车变速器齿轮设计及存在的问题，找出优化设计方法，提高变速器的效率和性能，减少故障率，增强汽车的可靠性和耐久性。
研究目的还包括对现有的材料选择和加工工艺进行分析和评估，以寻找更加适合变速器齿轮的材料和工艺，从而提高变速器的质量和寿命。
通过对变速器齿轮的性能测试和评估，进一步验证优化设计方法的可行性和效果，为汽车行驶安全和稳定提供更好的保障。
研究目的在于为汽车行业提供更加先进和可靠的变速器技术，促进汽车工程的发展和进步，为广大汽车用户提供更好的驾驶体验和安全保障。
通过本研究，希望能够为汽车变速器齿轮设计领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴，推动汽车工业的持续发展和提升。
1.3 意义和价值汽车变速器齿轮设计及问题研讨的意义和价值在于提高汽车传动系统的效率和性能，从而提升整车的性能和驾驶体验。
通过深入研究变速器齿轮的设计原理，分析现有设计中存在的问题，探讨优化设计方法和材料选择与加工工艺，可以有效提高汽车变速器的可靠性和耐久性，减少故障率和维修成本。
毕业设计自动变速器
毕业设计自动变速器毕业设计自动变速器随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，汽车已经成为了现代社会中不可或缺的交通工具。
而汽车的核心部件之一就是变速器，它负责将发动机的动力传递到车轮上，使汽车能够正常行驶。
在传统的手动变速器中，驾驶员需要通过踩离合器和换挡杆来控制变速器的工作，这对于一些驾驶技术不够熟练的人来说可能会带来一定的困扰。
因此，自动变速器的出现为驾驶员提供了更加便捷和舒适的驾驶体验。
自动变速器是一种能够根据车速和发动机负载自动调整换挡时机和换挡方式的装置。
它的工作原理是通过感应车辆的速度和发动机的负载情况，自动调整变速器的齿轮比，以实现最佳的动力输出和燃油经济性。
相比于手动变速器，自动变速器能够更加精准地选择最佳的换挡时机，提供更加平顺和舒适的驾驶感受。
在毕业设计中，我选择了自动变速器作为研究对象。
首先，我需要了解自动变速器的工作原理和结构。
自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮机构和控制系统组成。
液力变矩器是自动变速器的核心部件，它通过液压油的流动来传递动力，并且能够在换挡时实现平稳的动力输出。
行星齿轮机构则负责根据不同的车速和发动机负载情况，选择合适的齿轮比来实现动力输出的调整。
控制系统则是自动变速器的大脑，通过感应车辆的速度和发动机的负载情况，来控制液力变矩器和行星齿轮机构的工作。
接下来，我需要对自动变速器进行性能测试和优化。
性能测试是为了评估自动变速器的工作效果和性能表现，包括换挡的平顺性、换挡时的动力输出和燃油经济性等方面。
通过对测试结果的分析和比较，我可以找出自动变速器存在的问题，并进行相应的优化。
优化的方法可以包括调整液力变矩器的工作参数、优化行星齿轮机构的设计和改进控制系统的算法等。
通过不断的优化和改进，我可以提高自动变速器的性能和驾驶体验，使其更加符合用户的需求和期望。
同时，我还需要考虑自动变速器的可靠性和耐久性。
汽车是一种长期使用的产品，因此自动变速器的可靠性和耐久性非常重要。
浅谈商用车变速箱的可靠性研究
液力变矩器 的作用 是将发动机 的动力 输出传递 到变速机 构。 它 里面充满 了
发动机的动力首先传递到液力变扭器 ， 在这个三元机械机构 中， 动力（ 扭
矩） 以油 液作 为介质 ， 从 泵 轮通过导 轮传 递到 涡轮 ， 再 传递到 变速箱 的主 轴 。 在 涡 轮与泵 轮之 间有转 速差 时 ， 油液通 过变 扭器 内部结 构的 引导 ， 可将 泵轮 传递 来 的能量 更充分 的传 送到 涡轮上 ， 使 涡轮 的扭矩 增大 ， 这 就是 液力变 扭器 的增 扭作 用 。 泵 轮与涡 轮的扭 矩增大 ， 这就 是液力 变扭器 的增扭作 用 。 泵轮与涡 轮的 转 速差 越大 ， 这 个作 用就 越显 著 。 动力从 变扭 器通 过主轴 进入行 星齿 轮变速 机构 ， 在这 个机 构 中， 多套 行 星 齿 轮副 一齐工 作 ， 产生 不 同速 比以满足 车辆不 同 的负载和 行驶 速度要 求 。 和手 动 变速箱 的滑 动齿 轮机 构不 同 ， 行 星齿 轮副是 处于 常啮合 状态 。 每 套行 星齿 轮 由太 阳轮 、 行 星轮和 外齿 圈组成 ， 如 果使它 们之 中其 中一个 固定 ， 转动 另一 个 ， 可使第三 个 以不 同的转速 、 或 不 同的转 向转动 ， 多 个行 星齿 轮副 的不 同组 合 ， 便 可得 到多个 不 同的传动 比和转 向。 在行 星齿 轮变速 机构 中 ， 有 一 系列 的多片 离
适 应经常 变化 的行 驶条件 ， 同时使发动机 在有 利的工况 下（ 工 力率较高 、 油耗 较低） 工作 ， 在 传动 系统 中设 置了 变速 器 。 变 速箱 是一 种改 变 汽车运 转速 度 的装置 ， 由许 多直径 大小 不 同的齿 轮 组
成。 变速箱主要用于转变发动机曲轴的转矩及转速 ， 以适应汽车在起步、 加速、 行驶 以及克 服各种 道路 阻碍 等不 同行驶条 件下 对驱动 车 轮牵引 力及 车速不 同
乘用车变速器的研究分析
乘用车变速器的研究分析
乘用车变速器是传动系统的重要部分，它将发动机产生的动力传递至车轮，以驱动车辆前进。
随着汽车技术的不断发展，乘用车变速器也不断改进，从简单的手动变速器发展到自动变速器，再到双离合变速器、CVT变速器等高效能变速器。
乘用车变速器的研究分析主要包括以下几个方面：
1.传动效率分析：变速器传动的效率对整车的能量消耗和性能都有很大影响。
因此，对变速器传动的效率进行研究分析是非常重要的。
2.动力输出特性分析：不同的变速器对动力输出的特性影响也不同，这包括发动机转速、最大功率和最大扭矩等属性。
研究变速器对动力输出特性的影响，有助于进行变速器设计和优化。
3.工作特性分析：不同类型的变速器在不同工况下的工作特性表现出一定的差异，例如换挡平顺度、换挡时间等。
这些特性对驾驶员的驾驶感受有很大的影响，因此进行工作特性分析对提高驾驶舒适性很有帮助。
4.寿命试验：由于变速器的工作条件十分苛刻，例如高温高压等，因此对变速器进行寿命试验可以确定变速器的可靠性和使用寿命。
总之，对乘用车变速器进行研究分析，可以提高变速器的传动效率、动力输出特性、工作特性和可靠性，进而提高整车的性能和舒适性。
汽车变速器的可靠性分析
2019年第3期近些年来电子技术和自动控制技术水平得到了进一步提升，在汽车变速器中汽车自动变速技术也越来越成熟，为汽车行业的发展提供了一定的技术条件支持。
面对汽车自动变速器的普及，我们在汽车自动变速器的使用和保养方面存在一定的认识误区，这种现状应当引起我们的高度重视，我们要全面学习和研究汽车自动变速器的可靠性，并在此基础上实现对汽车变速器的保养维护工作，进一步延长汽车的使用寿命。
1汽车变速器的组成市面上的汽车自动变速器的形状以及内部结构包括厂牌型号并不是完全相同的，有些甚至存在着较大的差距，但值得注意的是这些不同品牌、不同形状的变速器在组成上是基本相同的，都是通过两部分即由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的，加之我们常见的组成部分，包括液力变矩器、行星齿轮机构等。
依据汽车自动变速器组成部分的功能，我们也可以将变速器分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分，这五个部分并不是孤立存在的，他们是有机地联系在一起的，在汽车变速器中发挥着各自的作用。
2汽车变速器的工作原理汽车自动变速器的工作原理在于驾驶员在驾驶车辆时往往能够通过油门来控制汽车的速度，也间接地指挥自动换挡系统，在此基础上实现了对离合器的分离与结合，这种做法是传统变速器难以达到的。
而自动换挡系统的控制方式在于它可以帮助驾驶员通过机械的方式完成相关流程的自由转换，实现对油压的控制，并快速地将油压加到换挡阀的两端，进而有效地控制换挡阀，完成自动变速。
3汽车变速器的可靠性3.1手动变速器在我们日常的工作和生活中最为常见的变速器就是手动变速器，这种手动变速器的换档操作完全根据驾驶者的意志来实现，其结构简单故障率相对较低。
与其他变速器相比，手动变速器齿轮箱体积更小。
现如今广大汽车使用者对燃油的经济性要求较高，希望能够在较小的油耗下完成汽车的驱动和使用，因此汽车制造商采取了一系列措施，提高了汽车后桥及变速器与传动功率的密度，减小了齿轮箱内的润滑油容量，提高了齿轮的温度和负荷，有效降低了油耗。
浅析汽车机械式变速器的优化设计
浅析汽车机械式变速器的优化设计摘要：对于汽车传动系统而言，变速器是其重要结构，变速器的性能可能在一定程度上影响汽车的整体性能。
现阶段，尽管自动化变速器技术已经得到了显著发展，但是由于传统手动机械式变速器所呈现出的结构通常相对简单，且具有较高的传动效率，成本低廉，因此在市场中仍然具有较大的份额。
为此，本文将提出合理的机械式变速器优化设计路径，希望可以推动机械式变速器技术的发展。
关键词：机械式变速器；优化设计；现状在我国经济高度发展的背景下，随着居民收入水平的持续提升，汽车的产量和销量也得到了显著增长。
对于汽车而言，变速器是一种十分重要的部件，在选用变速器装置时，需要充分关注其成本和经济性，同时，尊重客户的实际需求。
尽管自动变速器是行业未来的主要发展方向，然而，仍然不可忽视机械式变速器的应用价值，为此，需要积极展开对于机械式变速器的优化设计。
1汽车变速器的发展史自汽车变速器诞生以来，便将内燃机作为主要的动力装置，其中尤以活塞式内燃机应用最为广泛。
活塞式内燃机的质量一般相对较轻，且体积较小，便于操作，然而，与此同时，也常表现出转速和转矩范围过小等弊端。
为此，需要在传动系统之中融入变速器和主减速器装置，以实现良好的增距和减速效果，让变速器的经济性和动力性达到良好的平衡状态。
变速器的价值通常展现在两个主要方面，其一是以传动比的转变作为重要出发点，让车轮转矩和转速变动范围可以得到充分拓展，让汽车得以充分应对各类复杂情况；其二是针对动力传递进行中断处理，同时，与发动机相协调，实现启动和怠速处理。
基于操作方法的视角予以分析，发现可以将变速器分成自动化和半自动化两种形式，基于传动比变化的视角进行分析，一般可以将变速器分成无极式、有极式和综合式几种类型[1]。
2汽车机械式变速器的优化设计2.1 相关齿轮参数首先，要求确定具体的齿轮参数值。
在实施机械变速器设计时，要求充分关注中心距和初选模数等问题。
通常而言，机械式变速器的重量和中心距的长度成正比例关系，而齿轮的强度则一般与模数大小存在高度关联。
CA5-38汽车变速器的设计-任务书
[10] 李京申，刘波.手动变速器和驱动桥 北京：教育科学出版社，2003
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
副教授
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是■否
题目名称
CA5-38汽车变速器的设计
一、设计（论文）目的、意义
变速器设计应该以车辆的类型、使用条件和运行参数为依据。
变速器设计的关键是结构设计和各零件材料的选择。变速器结构型式和材料的选择一方面关系到整车应用的可靠性，另一方面也关系到是否由于过设计而成为造成车辆超载的隐患。因此，合理进行变速器设计对整车使用性能起着关键的作用。
CA5-38系列变速箱为三轴同步机械式汽车变速箱，学生综合运用所学专业基础和专业知识，进行设计，对培养学生综合运用知识的能力和创新性设计的能力具有十分重要的意义。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
1．设计内容
完成CA5-38汽车变速器的设计。
根据卡车的结构特点和行驶条件，拟定汽车的基本技术参数，完成该车发动机的选择和传动系档数和各档传动比的确定，完成汽车变速器总成设计，包括操纵机构、输入轴和输出轴。
四、设计（论文）进度安排
（1）调研、查阅相关资料，完成题目审定表、任务书与开题报告；第1～2周 （2）确定变速器传动机构、换挡操纵机构的总体布置方案；第3周
（3）变速器传动机构进行设计与校核；第4～7周（4）静力学分析及优化设计；第7～8周
（5）对变速器换挡操纵部分进行设计与校核；第9～10周
汽车变速器齿轮设计及问题研讨
汽车变速器齿轮设计及问题研讨一、引言汽车变速器是汽车动力传输系统中非常重要的部件之一，它通过不同齿轮的组合和配合来实现汽车的不同速度和扭矩输出，从而满足不同驾驶工况下的需求。
而变速器齿轮作为变速器的核心部件，其设计和制造质量直接关系到汽车动力传输系统的性能和可靠性。
对汽车变速器齿轮的设计及问题进行深入研讨具有重要意义。
二、汽车变速器齿轮的设计原理1. 齿轮的基本原理齿轮是一种利用轮齿来传递动力和运动的机械装置。
通过不同齿数的齿轮组合，可以实现速度和扭矩的变换。
汽车变速器中一般采用齿轮和轴的组合来实现不同挡位的变速。
2. 齿轮设计的基本要求(1) 强度：齿轮工作时需要承受较大的载荷，因此齿轮的设计中要满足一定的强度要求，以确保其工作可靠。
(2) 耐磨性：齿轮的工作过程中会出现摩擦磨损，因此需要具有一定的耐磨性。
(3) 噪音和振动：齿轮在工作时会产生噪音和振动，设计中需考虑减少噪音和振动。
(4) 精度和传动效率：齿轮传动需要具有较高的精度和传动效率，以实现顺畅的变速。
1. 齿轮表面疲劳在汽车变速器工作过程中，由于齿轮传动载荷大，容易出现齿面疲劳。
表面疲劳会导致齿轮表面的龟裂和断裂，影响齿轮的工作可靠性。
解决方案：采用高强度和耐磨性材料，提高齿轮的表面硬度和强度，以延长齿轮的使用寿命。
对齿轮的表面进行充分的润滑和冷却，减少表面疲劳的发生。
2. 齿轮精度和传动效率不高齿轮传动精度不高会导致变速器工作时出现异响和顿挫，影响驾驶体验。
解决方案：采用先进的加工工艺和精密的加工设备，提高齿轮的加工精度和表面光洁度，以及采用高精度的齿轮设计，包括齿数、齿形等参数的合理设计。
3. 齿轮润滑不良齿轮在工作时需要良好的润滑条件，以减少摩擦和磨损，保证齿轮的正常工作。
解决方案：设计合理的润滑系统，包括油润滑和冷却系统，确保齿轮在工作时保持良好的润滑状态。
4. 齿轮设计不合理不合理的齿轮设计会导致传动失效、噪音和振动增加等问题。
汽车变速器的可靠性研究
车辆工程技术55车辆技术0 引言 随着科学技术与信息技术的不断发展，人们环保意识的不断提升，如今新能源汽车产业也在不断的兴起，并且逐步朝向智能化、自动化、电动化的方向发展，因而对于一直以来都是以传统动力驱动为主的汽车变速器技术提供了新的发展要求。
1 汽车变速器概述及各构件的作用 变速器在汽车配件当中是至关重要的部件，它能够大幅度提升汽车的性价比。
汽车变速器各构件各自承担相应的工作，可以让驾驶员在操作的过程中更为舒适便捷。
1.1 汽车变速器概述 汽车变速器主要是对汽车运动状态及速度进行调节的必备装置，对汽车安全行驶及速度控制十分关键,被称为汽车第二心脏。
通过对汽车变速器进行分析后发现，变速器主要负责对发动机转速及车轮实际行驶速度进行有效调节，将发动机的最佳性能充分发挥出来。
同时变速器能在汽车行驶当中，使发动机与车轮二者之间产生差异化较大的变速比。
汽车变速器的具体作用：（1）可以对传动比进行调节，根据驾驶需求及外部条件等进行自动调节，起到降低行驶油耗、控制调节车速的作用。
（2）实现倒车行驶。
（3）可以利用空挡效应中断其动力传递，即怠速。
1.2 变速齿轮机构 行星齿轮是现代轿车自动变速系统广泛应用的一种变速齿轮机构，它可以通过行星齿轮组的运动保持动力传递，另外也可以进行动力换挡。
在这个过程中通过对行星齿轮的主动元件进行改变或者限制某一元件的运动状态，这样就可以控制汽车进行增减速。
1.3 供油系统 供油系统主要是在发动机运行的过程中为变速器的液压操控系统以及液力变扭器等提供液压油，保证系统的正常运行。
1.4 换挡操纵机构 驾驶员可以利用对自动变速器的换挡操纵手柄位置进行支配来指挥齿轮变速器中换挡执行机构的作业情况，通过电子或者液压自动控制原理等两种方式来促成自动换挡。
2 汽车变速器可靠性研究2.1 汽车变速器NVH优化改进 （1）主动优化改进措施。
主动措施是从源头降低噪声频率和幅度，对机械结构进行改进，消除发动机系统的低速噪声，以提升部件的加工装配质量和精度，以此降低运行噪声。
无极变速器的设计与研发
无极变速器的设计与研发随着机械技术的不断发展，传动系统的研究也越来越深入。
其中一项重要的技术就是无极变速器，它被广泛应用于各种机械传动系统中。
本文将介绍无极变速器的设计与研发。
一、无极变速器的基本原理和应用无极变速器，即连续无级变速器，是一种通过调节传动比例实现速度的变化，从而实现机械传动的变速的装置。
它主要包含两个部分：变速比调节机构和传动机构。
其中，变速比调节机构是无极变速器的核心，它通过改变驱动轮和从动轮之间的传动比例来实现速度的变化。
无极变速器的应用非常广泛，包括汽车、机床、纺织机械等各种机械传动系统中。
在这些应用场景中，无极变速器可以提供稳定、可靠的传动效果，并且可以满足不同的工作要求。
比如，在汽车行业中，无极变速器可以提高车辆的加速性和燃油效率；在机床和纺织机械中，无极变速器可以实现高速切割和纺织加工等复杂工艺。
二、无极变速器的设计要求和挑战无极变速器的设计需要满足以下几个基本要求：1. 可靠性和稳定性。
无极变速器在工作环境中需要能够稳定地运行，不出现误差和故障。
2. 可调性和可控性。
无极变速器需要具有广泛的可调节范围，能够满足不同工作要求，并且能够在工作中根据需要进行调节。
3. 高效性和能耗低。
无极变速器需要具有高效性，可以尽可能地将能量转换为机械运动，并且需要在运行中保持低能耗。
4. 低噪音和低震动。
无极变速器需要在工作中保持低噪音和低震动，避免对操作者和机器产生不良影响。
无极变速器的设计还面临着许多挑战，例如：1. 精度要求高。
无极变速器的工作精度要求非常高，需要保证误差尽可能小，并且需要能够在不同的工况下保持一致的精度。
2. 载体和磨损的问题。
无极变速器中的变速杆、变速轮等部件需要具有足够的硬度和强度，并且需要进行适当的润滑和维护，以避免磨损和故障。
3. 温度效应。
无极变速器在工作中会受到温度变化的影响，需要具有一定的热稳定性和温度控制能力。
4. 制造工艺的挑战。
无极变速器内部的变速机构和传动机构非常复杂，需要采用高精度的加工和装配技术，才能保证其性能和精度。
汽车机械式变速器多目标可靠性优化设计
Ｃ ｌｇ ｎｒｙａ ｄＰ ｗｒＥ ｇｎｅ ｎ Ｎ ｎｎ ｎｖｒｔ Ａｒｎ ｕｉ ｎ ｓｏ ａ ｉ ， 彬ｎ ２０ １ ｏｌ ｅｆＥ ｅ ｎ ｏ ｅ ｎｉ ｒ ｇ， ａｊ ｇＵ ｉ ｓｙｏ ｅｏａ ｔｓａｄＡｔ ｎ ｕ ｃ ｅ ｏ ｇ ｅ ｉ ｉ ｅｉ ｆ ｃ ｒ ｔ ｓ ｇ １０ ６
ｃ ｎ ｓ ｏ ｅ ｈ ｖ ｌｐｍｅ ｔｌａ ・ｉ ｎｄ ｒ ｄ ｃ ｅ ｖ ｌ ａ ｈ ｒ ｎ ｔ ｅ ｄｅ ｅｏ ｔ ｎ ｅ ｄ・ ｍｅ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｏｕｍｅ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｈ ｕｎ ｉ ｇ ｓ ｏｈｎ ｓ ｆｔ ｅ ｔａ ｍｉ－ ｔ ｈ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｒ ｎ ｎ ｍｏ ｔ ｅ ｓｏ ｒ ｎｓ ｓ ｈ －
ｓ ｅ ｇ ｎ ｔｆｅｓ ｅ ａ ｉｔ ｓ ｆｈ ａ ｓ ｏ ｅ ｆｒ ｕｔｏｊｃｉ ｅ ａ ｉｔ ｏ ｔ ａ ｄｓ ｎｏ ａ ｓ ｒｎ－ ｔ ｎｔ ａ ｄｓｆ ｓ ｒｌ ｂｌｉ ｅｐｒ ，ａｍ ｄ ｌ ｌ－ｂｅｔ ｅｒｌ ｂｌｙ ｐｉ ｌ ｅｉ ｆ ｃｒ ａｓ ｒ ｈ ｉｎ ｉ ｉｅ ｏ ｔ ｔ ｍ ｉ ｏ ｖ ｉ ｉ ｍ ｇ ａ ￣ｔ ｍ ｓｉ ｓ ｂｉ ｅ ｉ ｅｏｊｃｉ ｓ ｆｈ ｉｉ ｍ ｖｌｍｅｏ ｅｒ ｅ ａ ｄｔｅｍ ｘｍｕ ｔ ｏ ｔ ｔ ａ ｏｏ ｉ ｏ ｉ ｅｔ ｌｈ ｄｗ ｔ ｔ ｂｅｔ ｅ ｅｍ ｎｍｕ ｏｕ ｆ ａ ｔ ｎ ａｉ ｍ ｔ ａ ｃ ｎａ ｔ ｆ ｓｎ ｓ ａ ｓ ｈ ｈ ｖ ｏｔ ｇ ｓ ｈ ｏｌ ｃｒｉ
１ 建立数 学模型
对于一般轻型汽车 ， 常采用 ３— 通 ５挡变 速器。 因此 ， 文中以三轴式 ４ 挡变速器（ 该变速器第 ４挡为
直 接挡 ， ｉ＝１０ 作 为 研 究 对 象 。其 前 进 挡位 示 故 ．）
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计
的汽车变速器 。但是它也具 有体积大 、换挡冲击大等缺 牵涉到很 多设计参数 ， 例如各档 的变速 比、 齿数 、 轮模 齿 点， 因此 ， 如何改善机械式变速器 的缺点 ， 如何 提高其 传 数 、 齿宽 、 螺旋角 、 压力 角 、 轮变位系数 和齿顶高 系数 齿 动平稳性是今后研究 的重点。本文把可靠性优化设计方 等 。 为了将设计 问题简单化 ， 本文 只取其 中的五个变量 ： 法 引入到机械式变速器设计 中 ，以传动重合度最大化和 常啮合齿 轮齿数 、 螺旋角 、 各档 的变速 比 、 宽和各对 啮 齿 变速器体积最小化为 目标函数进行优化设计 。 合齿轮模数作为优化设计中的设计变量 。 ③约束条件的确定 。本文确定 的约束条件有 以下六 个： 第一 ， 变速齿 轮可靠性约束 。 每个 齿轮都 有齿根 弯曲
速 器 体 积 最 小 化 为 目标 函 数 进 行 优 化 设 计构 ； 靠性 优 化 可
中图 分 类 号 ： ６ ．１ Ｕ４ ３２ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６ ８３ ２ １）２ ０９ 一 １ １０ — ９ ７（ ０ ２ ０ — ｏ ０ Ｏ
术水平 、 费用和工作环境等约束条件 。 对汽车变速器进行 相 同。因此在实际设计时要根据实际情况合理分配各档 可靠度分配时首 先假设各零部 件的故 障是相当独立 ， 零 速 比 ， 而 最 大 发 挥 发 动 机 的 功 率 ， 般 取 该 值 在 １ ～ 从 一 ． ５ 部件的寿命服从指数分布，然后把机械式变速器变速传 １ 之 间 。 四 ， ． ８ 第 变速 器 中心 距 约束 。 速 器 的 中 心距 对 变 变 动结构 的可靠度分配给变速齿轮 、花键 、变速器轴和轴 速器的质量和体积有很大影 响，因此它是衡量 变速器 的 承 。 中轴承为易损元件 ， 日常维修 时可 以定期更换 ， 关 键 指标 。 保证 变 速 器具 有 足够 强 度 、 大传 动 比和 最 其 在 在 最 因此在可靠性分配时不予考虑 ，变速齿轮 的可靠度可分 大转矩 的前提下 ， 应尽 量减少 中心距 。 第五 ， 中问轴轴 向
汽车自动变速器可靠性优化设计分析
汽车自动变速器可靠性优化设计分析摘要自动变速器是除了发动机以外汽车上最重要的一个部分，汽车的很多技术和相关性能都与它有着必不可少的联系，比如汽车的动力性、经济性、操纵性以及汽车的某些零部件，甚至汽车行驶的安全性、乘坐的舒适性与变速器的性能都相关紧密。
当汽车的自动变速器在行驶过程中因为长时间的工作损耗了自身的性能，而导致变速器失效时，这对汽车运行的速度会有很大的影响，从而会降低了客户对汽车的满意度。
因此，研究汽车自动变速器的可靠性优化设计有着重要的作用，不仅可以提升顾客的满意度，而且对汽车的整体性能也有帮助。
本文首先阐述了自动变速器的工作原理，并建立了自动变速器的基本工作原理框图，然后对汽车自动变速器的可靠性进行了优化设计，分析了基于变速器齿轮可靠性的数学模型，根据变速器的设计特点对GB3480-83中的方法进行了具体化的处理，最后对全文做出了总结。
关键词自动变速器；可靠性；优化设计汽车变速器对汽车的动力性、操纵性以及尾气排放都有着重要的影响，是汽车里面仅次于发动机的重要组成部分，自动变速器的产生和应用对汽车各方面的性能发挥了重要的作用，不仅使汽车的驾驶舒适性和形式的安全性得到了改善，而且对汽车运行的速度更接近于理想的性能。
目前汽车自动变速器在汽车行业界受到了广泛的关注，因其能对汽车性能得到实质性的改变以及良好的发展前景，各汽车厂家对自动变速器都投入了大量的人力物力来研制开发，建立了很多自动变速器的开发与生产基地，自动变速器的技术也日趋成熟了。
1自动变速器的工作原理自动变速器的工作原理一般可以概括为：发动机首先输入到液力变矩器，将扭矩增大后通过液体的流动传给辅助变速装置（行星齿轮传动机构），其次，辅助变速装置需要液压操纵系统来操控，通过发动机传给液压泵，液压泵通过工作液压使其获得相应的传动比和行驶方向，而辅助变速装置在输出传动轴的同时，需要通过调速阀将车速信号传给液压操纵系统，实现升降档和前进后退。
汽车变速器设计毕业设计
汽车变速器设计毕业设计一、引言汽车变速器是汽车传动系统中非常关键的部件之一，它的性能直接影响着汽车的动力性、燃油经济性以及驾驶舒适性。
在本次毕业设计中，我深入研究并设计了一款汽车变速器，旨在满足特定车型的性能需求，并提高汽车的整体性能。
二、汽车变速器的类型和工作原理（一）手动变速器手动变速器是通过驾驶员手动操作换挡杆来改变齿轮的组合，从而实现不同的传动比。
其结构相对简单，成本较低，但操作相对复杂，需要驾驶员具备较高的驾驶技能。
（二）自动变速器自动变速器则是根据车速、油门踏板位置等信号，由液压控制系统或电子控制系统自动换挡。
它操作简便，但结构复杂，成本较高，且燃油经济性相对较差。
（三）无级变速器无级变速器通过连续变化的传动比来实现动力传递，具有良好的燃油经济性和平顺性，但承载能力相对较弱。
三、设计目标和要求本次设计的目标是为一款中型轿车设计一款性能优越、结构合理、可靠性高的变速器。
具体要求包括：1、满足车辆的动力性和燃油经济性要求。
2、具备良好的换挡品质，减少换挡冲击。
3、结构紧凑，重量轻，便于安装和维护。
4、具有较高的可靠性和耐久性。
四、变速器主要参数的确定（一）传动比范围根据车辆的最高车速、最大爬坡度等性能指标，确定变速器的传动比范围。
（二）中心距中心距的大小直接影响变速器的尺寸和质量，需要综合考虑齿轮强度、轴的刚度等因素来确定。
（三）齿轮参数包括模数、齿数、压力角等，这些参数的选择需要满足强度要求，并考虑加工工艺和成本。
五、变速器结构设计（一）齿轮布置方案根据传动比的要求，确定合理的齿轮布置方案，如两轴式、三轴式等。
（二）换挡机构设计选择合适的换挡方式，如手动换挡、自动换挡或手自一体换挡，并设计相应的换挡机构，确保换挡准确、迅速、平稳。
（三）轴和轴承的设计根据受力情况，对轴进行强度和刚度计算，选择合适的轴承类型和规格。
六、变速器零部件的强度校核（一）齿轮强度校核运用相关公式和软件，对齿轮的接触强度和弯曲强度进行校核，确保齿轮在工作过程中不会发生失效。
轿车变速器可靠性分析和验证
ｓｒｓ ａａａ ｄ ｐ ｒｍｅｅ ｅ ｅａｉｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅｂ １ ｄｓｒ ｕｉｎ Ａｃｏｄｎ ｔ ｓ ｔ ｎ ｈｉｔｒ ｒｎ ｅ ｔｅｒ，ｇ ａ ｔ ｓｄ ｔ ｎ ａａ ｔｒｇ ｎ ｒｔ ｔｏ ｆＷ ｉｕ１ ｉ ｉ ｔ ． ｃ ｒｉｇｔ ｓ ｅ ｓｓｒ ｇ ｎｅｆ ｅ ｃ ｈ ｏｙ ｅ ｒ ｅ ｏ ｔｂ ｏ ｏ ｒ ｅｔ ｅ
１ 前 言
随着 我 国乘用 车市 场 的迅 速发 展 ．对变 速器 自
主 开发 的重 视程度 也越 来越 高 ．然而 由于 欧美 日品 牌 统 领我 国 自动 变 速器 市 场 ． 加上 国家 汽 车“ 三包 ”
客户 使用 而 不产 生失 效 的 比例 ，是 以应力 一 强度 分
布干 涉理 论 为可 靠性 分 析 的基 础 。分 析过 程 为 ： 首 先采集 客 户 的实 际驾驶 工况 ．然 后根 据可 靠性 目标 设计 出验 证试验 ．最 终经 客户 反馈来 判定 产 品可靠
强 度 的应 力 一 命 曲线 ． 制 了计 算 机 辅 助分 析程 序 ， 到 了设 计 目标 寿命 与 实 际 积 累损 伤 之 间可 等 同 比较 的 威 布 寿 编 得
尔分布 的时间尺度参数 。提出了客户应力数据的采集方法和威布尔分布参数生成方法。根据应力强度干涉理论 ， 求
出在 可 靠 性 目标 下 的齿 轮 强 度 期 望 特 征 寿 命 ， 定 了试 验 的 目标 应 力 、 本 量 和试 验循 环 。 阐 述 了验 证 试 验 过 程 中 确 样 故 障处 理 原 则
【 ｓ ａｔＴ ｉ ａｔｌ ｔ ｅ ａ６ ｓｅｄｅ ｃｒ ａ ｙｃｎｒｌ ｙｒｕｉ ａｔｍ ｔ ａｓ ｓｉ ｓｅａ ｐｅｔ ｅ ｂ ｒｔ Ａｂｔ ｃ］ｈｓ ｒｃｅ ａ ｓ －ｐ ｅ ｌ ｔｃｌ － ｏｔ ｄａ ｌ ｕｏ ａｉ ｔ ｎｍｉ ｏ ａ ｘｍ ｌ ｏ ｌ ｏａ ｒ ｉ ｋ ｅｉ ｌ ｏｈ ｃ ｃｒ ｓｎ ａ ｅ
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图1 基本混合遗传算法流程框架
在以上条件中 ，cosαmax 为最大爬坡度 ， 取值为 16.7°;g为 道 路 滚 动 系 数 ； φ 为 附 着 系 数 ； η T 为 机 械 效 率 ； G2 为 最 大 载 荷 ；m 为汽车质量 ；Temax 为发动机最大转矩 ；rr 为车KAmin·姨0.96Temax i1 X1
3
z1 +z2 1 mn1 1 ≤0 2cosβ1
z +z 1 m 1 3 g12 1 = n1 1 2 -KAmax·姨0.96Temax i1 ≤0 X1 2cosβ1 2.2.3
2 2
bsinβ ≥1， 则有以下约束条件 ： π mn g23 1 =πmn1 - bsinβ1 ≤0；g24 1 =πmn2 - bsinβ2 ≤0；g25 1 X1 X1 X1 =πmn3 - bsinβ3 ≤0；g26 1 =πmn4 - bsinβ4 ≤0；g27 1 =πmn5 X1 X1 - bsinβ5 ≤0。 2.2.4
将 负 荷 最 大 爬 坡 度 、 低 档 最 大 动 力 输 出 、 最大附着力输出 以 及最低稳定车速输出当作设计的约束条件 。 汽车机械式变速 器最小和最大传动比确定后 ，还需要确定中间各档的传动比 。 通 常 ，中 间 各 档 传 动 比 的 确 定 需 要 考 虑 较 多 的 因 素 ，实 现 起 来有一定的难度 ， 设计者一般采用以往的设计经验作为设计 依 据 。从 理 论 上 来 说 ，档 位 增 多 可 以 优 化 汽 车 的 整 体 动 力 燃 油 比 ，但 如 果 变 速 器 前 进 档 位 超 过 5 个 时 ，会 使 整 个 变 速 器 结构复杂化 ， 操作者的操纵也相应变得复杂 ， 因此 ， 机械式变 速器档位通常不超过 5 个 。 从以上分析发现 ， 对于变速器每个档位具体传动比的分 配 目 前 还 没 有 一 个 可 以 量 化 、精 确 化 的 操 作 方 法 ，都 是 经 验 来 确 定 的 具 体 比 值 ，不 符 合 设 计 过 程 的 严 谨 性 ，存 在 明 显 缺 陷 。 伴随着设计方法的主观因素大 ， 在评价设计方法上 ， 同样 还 没 有 一 个 量化可行的评价模式 。文章针对以上问题 ，通过理 论推导，提出了一种机械式变速器的优化设计方法 。
4
小 齿 轮 分 度 圆 的 直 径 ，da2 是 大 齿 轮 分 度 圆 的 直 径 ，b 是 齿 轮 宽度 。 驱动功率极限发挥率 ， 是在结合每个档 位 使 用 频率不同 的情况下 ， 不同的使用条件对速 比 值 ， 其 目 标函数为 Pdlim =
n
2.3
vmax -vmin 1 Pemax 1 -Σ
为发动机的最大输出功率 ，vmax 为最大车速 ，vmin 为最小车速 ，
Ai 为计算系数 ，wi 为第 i 档的利用率系数 ，w 为各档利用率系
数平均值 。
2.2 2.2.1
约束条件 最大传动比约束条件 最 大 传 动 比 定 义 为 ： 变 速 器 I 档 传 动 比 i1 和 主 减 速 器
传动比 i0 的积 。 它受汽车路面的附着力和汽车最大爬坡度两 个条件影响 ， 其推导如下 ： 由驱动轮与路面附着条件得 ：i1 ≤ 得到约束条件 ：g1 1 =i1 X1 根 据 最 大 爬 坡 度 ：i 1 ≥
弱环节 ， 特别是在数字化环境中如何利用 CAD/CAE 工具进
0
前言
汽车的发展史上 ， 机械式齿轮变速器有着主要的地位 ，
行定量的机械可靠性参数设计也是今后重要的发展方向 [2]。
1.2
汽车变速器相关研究 对机械式变速器来说，在最大传动比的情况下，设 计 时 需 要
它 结 构 简 单 、使 用 寿 命 长 ，瞬 时 传 动 系 数 为 一 个 常 量 、效 率 高 ，机 械 结 构 简 单 、生 产 工 艺 成 熟 通 用 ，保 养 便 捷 。因 此 机 械 式齿轮变速器是目前运用广泛的汽车变速器 。随着汽车工业的 不断发展，新技术的不断运用，自动变速器和无极变速器在汽车 上也大量运用，它们的操作简易的优点十分明显 ，使得机械式齿 轮变速器的市场占有率逐步下降 。 但近来 AMT 技术的出现又 为机械式齿轮变速器带来了新的活力 ， 因此对于机械式齿轮 变 速 器 的 研 究 还 是 有 一 定 意 义 的 。针 对 以 上 分 析 ，文 章 对 汽 车机械式变速器的可靠性设计做相关研究 [1]。
i =1
wi w
Ai
， 上式中 Pdlim 为功率发 挥极限率 ，Pemax
vmax -vmin 1 Pemax 1
化 设 计 也 层 出 不 穷 ，如 人 工 神 经 网 络 与 数 据 融 合 等 新 技 术 、 新 理 论 的 运 用 ，使 得 优 化 设 计 更 加 科 学 。但 它 们 也 存 在 一 定 的不完善性 ， 使其应用受到限制 。 许多诸如随机试验法 、 可行 方 向 法 等 优 化 设 计 方 法 ，虽 然 程 序 结 构 相 对 简 单 ，不 能 全 面 解 决 优 化 问 题 ， 容 易 出 现 优 化 设 计 的 返 古 现 象 。 文章提出了 一种混合遗传算法 ， 它包 括了遗传算法与传统优化设计法两 者的优点 ， 具有收敛快 ， 运用范围更广的优点 。 图 1 为文章运 用的基本混合遗传算法流程框架 ：
中心距 A 约束条件 中心距是机械式齿轮变速器的一个关键性能指标值 ， 它
3
结束语
随着科学技术迅速发展 ， 人们对汽车的操作性要求的提
影 响 着 变 速 器 的 最 终 设 计 体 积 。其 设 计 思 想 是 ：在 保 证 设 计 强度的前提下 ， 满足发动机最大转矩与变速器最大传动比的 值最大的 条 件 ， 要 尽 可 能 的 减 小 中 心 距 A 的 值 。 有 以 下 经 验 公式 ： ·姨Temax i1 ηg A=KA 于是得到 A 的约束条件为 ：
εα +εβ 1 。 上式中：εα 为端面重合值 ，εβ 为轴向重合 标函数为 f=1/ 1
值。 体积最小 ， 是一般机械设计的基本目标 ， 具体到机械式 齿轮变速器上就是要求在一定承载能力前提下 ， 使一对齿轮 体积为最 小 。 其 中 目 标 函 数 为 f= π × 1 ×b ， 式 中 da1 是 da1 +da2 1
第 29 卷第 9 期 2010 年 9 期
煤
炭
技
术
Coal Technology
Vol.29,No.09 Sep,2010
汽车变速器可靠性设计研究
陈文才
（ 湖南信息职业技术学院 ， 湖南 望城 410200） 摘 要 :汽车变速器是整个汽车传动系统中相对关键的一个部件 ， 其设计的好与坏将直接影响汽车实际使用性能 ， 文章对汽车变速器的可靠性设计做了理论上的推导 ，最后还对优化的设计方法的具体运用提出了一个可操作框架 。 关键词 :机械式变速器 ； 可靠性 ； 优化设计 中图分类号 :U463 文献标识码 :A 文章编号 :1008-8725 （ 2010） 09-0031-02
2
2.1
汽车变速器可靠性优化设计
目标函数 中心距最小 ， 是为了最小化一对齿轮间的径向尺寸 ， 从
而采取实际中心距最小作为优化目标的设计思路 ， 其目标函 数为 f=acosαt/cos'αt。 在上式中 a 为理论值，αt 为端面压力角值 ，
cos'αt 为端面啮合角值[3]。
最 大 重 合 度 ，是 以 给 定 的 中 心 距 为 前 提 ，齿 轮 啮 合 平 稳
1
1.1
相关研究
机械的可靠性设计 机械产品可靠性设计分析是指为满足机械产品的可靠
性而进行的功能性设计 。 目前世界上已广泛 使 用 的 如 故 障 模 式 及 影 响 分 析 、 故 障 树 分 析 、 可 靠 性 预 测 、概 率 设 计 等 先 进 设计方法及手段在国内的可靠性设计方面应用还不充分 。 分 析系统研制阶段的主要任务 ， 并结合工程实际中开展可靠性 设计分析工作的经验可知 ， 各种可靠性设计分析工作主要集 中在技术指标论证阶段 、方案论证阶段和工程研制阶段 ，包括 可 靠 性 要 求 制 定 、可 靠 性 建 模 、预 计 分 配 、故 障 模 式 影 响 、危 害 性 分 析 、故 障 树 分 析 和 可 靠 性 仿 真 分 析 等 。可 靠 性 设 计 分 析工作从宏观上可以分为定性设计分析和定量设计分析 ， 可 靠性定性分析方法相对应用广泛 ，并且得到了工程验证 ，而定 量设计分析的方法则是机械可靠性设计分析中的难点和薄
1 = X1
G2 φ r r ； Temax i0 ηΤ
G2 φ r r ≤0； Temax i0 ηΤ
fcosαmax +sinαmax 1 mg 1 rr ； 则 有 ：g 2 Temax i0 ηT
fcosαmax +sinαmax 1 mg 1 rr - i1 ≤0； Temax i0 ηT
Research on Automotive Transmission Reliability Design
CHEN Wen-cai
（ Hunan College of Information Vocational Technology, Wangcheng 410200, China）
Abstract:Automotive transmission is the key to the entire vehicle power train relative of a component, its design is good or bad will directly affect the actual use of vehicle performance, the reliability of this transmission design of the car has done a theoretical derivation, and finally to the optimization of the concrete application of design methods made an operational framework. Key words: automobile mechanical transmission; reliability; design of optimum