山东蒙沃变速器有限公司 山东平邑 273300
摘要：中国特色社会主义市场经济的高度发展，给人们带来了更加优厚的物质基础，也提升了出行的便利性，使人们的生活质量越来越高，这又进一步带动了汽车工业的发展和进步。在这个过程中，汽车变速器的结构不断被优化、使用性能越来越可观，提升了汽车的运行效果，然而这并不意味着汽车变速器设计已经完全成熟。工作人员仍需了解汽车机械式变速器设计应用现状，并对设计模型进行改进、从可靠性设计方面进行改进，保证汽车变速器设计水平。
关键词：汽车变速器；可靠性；优化设计
引言
变速器是汽车传动系统当中最关键的组成部分，它能够对汽车发动机进行调整、补充和完善，具有变速、变矩、变向等一系列功能，能够确保汽车高效正常运转。发动机在实际运行过程中，并非一直以同一转矩或功率运行，其最佳弹性转速范围一般处在最大转矩对应的转速及标准转速之间，而变速器的使用则能够保证发动机始终处在最佳转速状态运行，确保车辆能够平稳安全地行驶。而对变速器进行优化的思路主要是通过提升传递功率及重量之比，设计人员必须要以此为基础对本课题进行深入研究。
1汽车变速器设计应用现状
汽车变速器是影响汽车行驶安全的重要设备，一旦汽车变速器发生质量问题，汽车的操控效果、安全水平都将会大幅度下降，因此设计人员务必要在保证变速器换挡传动等基础功能的基础上，考虑到变速器运行过程中存在的一些风险因素，对其设计思路和设计模型进行整改。但是从现阶段来看，汽车变速器的设计过程仍不完善，比如汽车发动机输出转速过高导致的最大扭矩和最大功率问题无法得到有效解决，发动机转速和车轮行驶速度之间的矛盾也就无法解决，设计人员只有重新调整变速装置设计方式，才能保证汽车的稳定运转。另外，在各种高新科技不断发展的今天，过去的变速器设计方案已经不再具有合理性，与人们不断增长的对汽车性能的需求之间存在一定冲突，在这种情况下，很多汽车零部件的设计人员认为，提升汽车的平稳度、降低整备质量是设计重点，因此他们在进行涉猎的时候更关注节油效果和轻量化效果，通过各种数字运算技术对变速器等零部件的结构进行优化，从而在保证变速器设计质量的同时控制尾气排放。
2对汽车机械式变速器设计进行优化设计
时代在进步、社会在发展，人们的生活质量越来越高，对汽车的需求自然越来越高，低质量的汽车已经无法满足人们的需求，为了顺应这一时代潮流，汽车设计及制造企业必须要尽快更新现有零部件设计方案，从而提升汽车产品的质量，为驾驶员提供安全舒适的驾驶体验。而变速器是汽车结构中最重要的零部件，优化变速器的设计思路，有助于提升汽车的运行效果。因此在今后的工作中，设计人员需从以下几方面分别入手：
2.1对设计模型进行改进
设计模型改进是优化汽车变速器的重要步骤，目前市面上常见的机械式变速器当中包含大量齿轮结构，加强设计模型优化、往往能提升轻量化设计的有效性。第一，需要根据设计要求选择恰当的函数模型，通常情况下，可参考变速体积、齿轮传动复合度等数据建立标准函数模型。变速器的体积和制造成本之间呈正比例关系，体积越大、制作成本越高。而齿轮传动重合度和齿轮荷载呈反比例关系，齿轮传动重合度越高、齿轮运行荷载越低。第二，在进行设计的过程中，根据实际设计需求选择恰当的参数，比如在优化不同档位变速比的时候、在对齿轮宽度进行优化期待的时候，设计人员都需要综合考虑各方面问题选定最佳参数。而最后，还需要确定恰当的约束条件，比如齿轮的约束条件、变速器各档转动比约束条件等都值得优化，另外设计人员还需要综合考虑齿轮金属疲劳问题、强度问题等，保证设计参数的合理性。
第三，在设计模型的过程中，设计人员需调整变速轴设计思路，变速轴是一个组合式概念，它可以细分成轴肩等几个零部件，整体比较复杂。在优化变速轴的过程中，设计人员需以提升变速轴荷载力、降低变速轴生产成本、节约原材料为出发点，提升设计的合理性。另外，还需要关注变速轴的刚度优化，结合变速轴转角等参数提升设计合理性，使之能够在长期使用中保持稳定运行。实际上，变速轴的刚度和强度都可能影响到变速轴的承载能力，因此需要综合考虑上述两点因素，为驾驶员提供更好的驾驶体验。
2.2对设计人员进行改进
汽车变速器设计优化工作，归根结底来说还是一种以人为中心的工作，因此想要达到设计优化目标，就必须要从设计人员角度出发进行优化。汽车生产设计单位可加强设计人员招聘，在保证人力资源成本控制效果的基础上，加强高素质人员招聘管理，从而为汽车变速器优化设计提供有力支持。在进行招聘的时候，需要考察应聘人员的专业理论水平，同时还需要关注应聘人员的综合工作经验，这主要是因为汽车变速箱设计除了有理论难度之外，还需要工作人员参考过往案例进行辩证创新，才能最终得到最佳的设计方案。而对于招聘的实习生，汽车生产制造企业可采取重点培训的策略，通过一带一的方法协助实习生掌握设计方法。同时，为了解决汽车变速器优化设计资金不足的问题，企业方面可加大资金投入力度，使之能够顺利稳定地进行。最后，企业方面还需要给青年骨干提供出国培训学习的机会，鼓励更多的设计者参与到这个活动中去，从而达到习人之长补己之短的效果，从根本上优化变速器设计的方法。
2.3从可靠性设计方面进行改进
为了从根本上优化汽车机械式变速器的设计结构，设计人员还需要充分考虑到变速器的可靠性，借助MATLAB对设计的可靠性进行分析，及时发现其中存在的不足之处并进行整改。MATLAB是一种计算分析软件，它主要可以分成矩阵系统、工作环境、数据库等几大部分，能够在汽车变速器优化设计当中发挥重要作用，工作人员借其可实现数据的准确分析及计算。汽车变速器当中包含多个齿轮组成的传动系统，为了达到优化汽车变速器可靠性的目标，设计人员需要综合考虑齿轮参数的问题，根据齿轮运行中存在的问题进行调整，一旦齿轮的运行位置发生了变化、齿轮自身出现质量问题，汽车变速器将无法正常运行。因此，设计人员可结合齿轮设计标准开展优化设计，在保证齿轮数是正整数的情况下，还需要确保其数量互质，即大齿轮的齿数必须要是小齿轮齿数的倍数，在此基础上进行下一步设计，才能达到提升设计质量的目标。最后，在开展汽车变速器优化设计工作的过程中，设计人员还需反复调试程序，从而保证最终模型的合理性和可靠性，在运行检测中，能够发现程序存在的问题，并第一时间进行调整，确保变速器性能稳定性。更重要的是，工作人员应以程序测试的结果，对原有设计方案进行调整，从根本上提升汽车变速器运行质量。
结语
变速器是保证汽车正常运行的重要零部件之一，变速器的运行效果决定了汽车的运行质量，所以设计人员务必要根据实际工作经验，对汽车变速器可靠性问题进行综合分析。一切以提升变速器有效性为出发点，借助MATLAB软件进行优化工作，并尽可能降低变速器体积、降低变速器运行噪声，从而满足降低成本、保护环境的新需求。另外，在今后的工作中设计人员还需以此为基础对汽车变速器的可靠性优化设计策略进行深入研究。
参考文献
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