關於變速器設計那點事,上天對人最嚴厲的懲罰,要他做機械工程師

做汽車機械工程師,是幸運的,也是不幸的!

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幸運的是,這些技術應用於人們的日常生活,可以改變人們的出行,而且先進的技術也在不斷的使用和創新,很有幸我是這其中的一份子,透過自己的技術能力,才有了屬於自己的一片空間;說到不幸,只是其中的滋味也只有自己知道吧!

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學過車開過車的朋友,都接觸過手動擋變速器,你們知道他是怎麼設計開發出來的嗎?

這是一個傳動結構方案已經設計好的縱置6MT手動擋變速器模型,它就是即將要成為實物的樣子,1:1的比例!

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那麼,他是怎麼佈置設計出來的呢?隨便畫?當然不是!今天帶你看看關於齒輪、軸、軸承等傳動件的設計校核分析。

首先,一定要有輸入條件,來約束結構方案的佈置!

客戶要求如空間尺寸,傳動比,齒輪安全係數,傳動效率,同步器,操縱機構槓桿比,外部連線尺寸要求等等。這些引數都將影響著變速器的大小,尺寸和重量等等!

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這張引數表,是根據客戶的初始傳動比要求,配置出的各檔位齒輪引數,其實就是鎖定齒輪的宏觀引數所用,包含了齒輪所有引數資訊,而加工圖紙上一般只給出其中一部分!

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根據齒輪的引數表以及方案簡圖,就可以建立一個CAE模擬模型了。這是我根據齒輪引數表,用ROMAX模擬軟體粗略繪製的模擬模型!

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根據不同的工況,分析得到的初步齒輪校核結果,主要看接觸和彎曲強度。從這個結果來看,彎曲強度比較富裕,也就是說齒輪的模數還可以再減小一些!

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這是分析傳動軸的彎曲變形量,軸變形過大,將直接影響齒輪的齧合,導致傳遞誤差過大,NVH效果變差!

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軸承損傷率,其實也是壽命的體現,能不能滿足設計壽命!

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這就是傳遞誤差分析,這個引數結果將直接影響變速器總成的NVH,一般這個考核要求還是很高的。

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齒面的齧合接觸斑點分析。

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這是根據傳遞誤差計算生成的系統NVH二維曲線圖,是轉速與振動幅值的關係表,聲音其實就是振動的表象,振動越大,能量越高,聲音也就越大!這是設計階段的模擬模擬分析,對齒輪樣件的製造起著關鍵指導作用和意義!

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NVH的三維瀑布圖,與二維圖是一致的結果,表現形式不同而已!

到最後,變速器總成的樣件試製出來,就到了樣件的驗證階段了,包括試驗室的臺架試驗和整車道路試驗,不僅僅是功能的驗證,也還包括效能的驗證。當然,這個驗證的過程中,必然會發生一些我們設計過程中沒有考慮周全的情況發生,這就是一個驗證糾正、完善最佳化設計的迴圈。

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前面是計算機模擬分析得到的NVH結果,而這張圖,則是樣件總成在整車上實際NVH測試的結果!

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只有當試驗透過驗證考核,才能進入下一階段的小批次生產。

有點遺憾,現在的國產車變速器設計開發到上市銷售,這個週期實在太短太快,很多的試驗和問題都沒有得到充分的驗證,這也是有待提高和重視的!

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