文档介绍：电动汽车论文汽车变速器设计论文: 汽车变速器可靠性设计研究摘要: 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 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, 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 AM T 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] 。 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弱环节, 特别是在数字化环境中如何利用 CAD/CAE 工具进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] 。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。 2 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=acos α t/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]