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摘要：隨著全球經濟的貿易一體化，我國現在已然縱身躍入世界經濟大的格局之中。國內的各行各業都在與世界接軌，一派創新、改革、發展的風貌。人們對生活水平的要求的不斷提高，加之人員流動量巨大，交通行業發展迅速，隨之而來的也帶動了汽車行業的熱度高漲，我國的汽車保有量隨之提升，汽車的相關設計與開發應用技術也在不斷的進步和優化。為了進一步滿足人們對汽車性能的要求，所以就要考慮變速器的優化設計。在整個汽車的傳動系統中，機械變速器是其中的重要的組成部分，變速器的優與劣直接影響汽車的傳動性能，進而影響駕駛員的操控效率。本文主要針對變速器的傳動原理，以及其可靠性優化設計進行探析。
關鍵詞：機械變速器；變速傳動；可靠性；優化
現如今，交通越來越方便，汽車越來越普及。由于汽車所需要的是高傳動效率，加之機械式變速器制造手段精湛而且性能穩定，成本又低的特點，在汽車的傳動系統中大部分都使用的是機械式變速器。當然，這種機械式變速器也有不足之處，比如換擋時會產生沖擊，以及其自身體積大、笨重的缺點都很影響其性能充分展現出來，所以才需要采取一些可靠性高的優化方案來彌補這些不足之處。其深遠意義對于汽車行業的發展是極其有利的。
一、機械式變速器變速傳動原理
變速器是一種齒輪傳動裝置，它可以固定或者按照規定的檔次改變輸入軸和輸出軸的傳動比，是變速傳動系統的重要組成部分。變速器由兩部分組成：傳動機構和變速機構。傳動機構一般情況下是使用普通齒輪傳動的，但是也有極特殊的條件下使用行星齒輪，這兩種齒輪都可以保證其傳動工作。汽車的機械式變速器達到變速傳動的原理主要是通過加大或者縮小輸入輸出軸的傳動比或者是曲軸間距來實現的。通過這樣的方式，汽車可以在多種行駛情況下達到對車輪的牽引力和運行速度的達到駕駛人所需要的狀態。汽車的機械式變速器變速傳動主要是通過齒輪的變化來實現減速，在需要減速的時候，換上大的齒輪來傳送，在需要加速的時候，換成小的齒輪來傳送。
變速器在實際的使用當中不只是為了實現換擋傳動而存在，其更重要的意義在于保證汽車在運行時的相對穩定和安全。如果變速器的性能不好，那么將影響汽車行駛時的安全性和操作性。在優化的過程中，可以通過變速器的材質和其內部零件的尺寸以及載荷進行多次試驗研究分析車輛的機械式變速器，確定優化設計結果是否可靠。
（一）汽車變速器可靠度的分配
首先，可以預先假定變速器的內部零部件在發生故障時是相對獨立的，而且其壽命是按照服指數分布的；其次，把機械式變速器變速傳動機構的可靠度依次分配給軸承、花鍵、變速齒輪和變速器軸。它們的可靠度則通過其運行過程中的疲勞強度來決定。
（二）變速器軸的可靠性設計
軸頸、軸肩以及齒輪段和退刀槽過渡段是汽車的機械室內變速器的主要部件。變速器內里的軸結構是很繁瑣的，所以要先保證軸強度的可靠性，才能保證變速器的可靠性，進而對其優化設計?？梢酝ㄟ^減少軸直徑的方式，進一步的提高提高軸承和花鍵的實用性。
1、動力輸出軸靜強度可靠性設計
因為汽車變速器復雜的軸結構，所以可以采取截面軸慢慢的代替簡化階梯軸。由于軸在應力方面屬正態分布并且在危險截面也屬正態分布，因此，針對動力輸出軸靜強度可靠性的設計，第一步驟應是畫出軸的結構示意圖，第二步驟是對軸的各個部位的受力情況分析，得出所需的受力以及力距，然后再畫出轉矩圖和彎距圖，分析出軸在危險截面的強度分布情況，依據擬定好的可靠度計算出所需的軸徑。
2、動力輸出軸剛度的可靠性設計
汽車變速器的動力輸出軸剛度的可靠性設計由撓角、軸扭轉角以及軸截面偏轉角這三部分組成。因此得出的結論是，軸剛度的可靠度分配是撓角、軸扭轉角以及軸截面偏轉角這三個值的乘積。而且也可以擬定，這三個變量值都是屬于正態分布的。實際計算時，需要根據變速器的不同檔位的受力以及位置分別進行計算，方法相同。
三、結語
汽車的機械變速傳動機構可靠性的優化設計是需要汽車的使用這個前提的，有了這個前提，才能在可靠性指標上建立設計和優化的措施，在實際的操作當中，需要變速器優化設計人員能夠及時發現問題找到問題，然后采用合理有效的方法來進行優化和設計工作，在保證產品質量的同時，增加客戶的信任程度。
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作者:周利鵬 單位:長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心
