关于变速机设计要点的分析

摘 要 现代技术的发展，机械设备的科技含量不断提升，变速机成为机械中的重要零部件，其性能对于机械运行有着直接的影响。在对变速机的设计时，要对其工作原理有充分的了解，在此基础上，注重变速机中相关液力变力矩等关键零部件的设计，实现变速机效能的最大化。

关键词 变速机；设计；要点分析

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0094-02

1 变速机及其工作原理

变速机有被成为变速箱，在机械中起着对设备进行改变或者是调节的作用，并且能够使设备的能量发生一定的变化，其设备性能和特点使其在生产、加工等领域得到了较为广泛的应用。变速机是由压紧的主动轮装置、摩擦传动结构以及调速控制等来构成，它能够起到固定或者是分档改变输出轴以及输入轴传动比的齿轮传动装置。不同型号变速机的外形及其内部结构上都会有一定的区别，但是就基本结构而言却有相同点，通常是由液力变矩以及齿轮式自动变速机所组成的，较为常见的变速机组成部分的有液力变矩机、离合器、制动机等，依据部件的功能可以将其划分为液力变矩机、变速齿轮机构、供油系统等五个部分。

自动变速机在汽车装置是比较常见的，其具体的工作原理是，变速机中的液力变力矩一般位于装备中的最前端的发动机飞轮上，通过油液的循环流动中动能的变化将发动机的动力传输到变速机的输入轴，并根据机械阻力等变化来对机械的传动比或者是扭矩比进行调整，实现运行的有效调整。变速机的变速齿轮机构，一般由普通齿轮和行星齿轮两种，前者的尺寸是比较大的并且其最大传动比也相对较小，因此其应用也是比较少的。行星齿轮变速机能够有效的实现变速的效果，速比的改变通过不同的元件作为主动件和对不同元件运动的限制而实现的，在这一改变的过程中，行星齿轮组仍处于运动的过程中，能够有效的实现动力换挡等动作。

2 变速机设计的要点

为了保证变速机作用的充分发挥，要从变速机的结构要点来对其设计进行细化，提高设计的水平和效果，使其能够更好的应用。

变速机设计时，液力变矩机的设计是其关注的要点之一。变速机中，液力变矩机是相对复杂的叶轮机械，是变速机中的重要组成部分，对其设计要关注变矩机的循环圆形状以及叶轮形式的选择，对于传统设计的一些限制因素进行突破以提高设计产品的性能，实现设计和生产成本的综合降低。对于循环圆形状的选择上，有圆形、蛋形以及长方形的循环圆形式，三者各有其特点[2]。圆形循环圆的形状，使用的是冲压焊接铸造工艺，导轮位于圆的内径位置，对于离合器等其他元件的安装提供了更多的便利，比较适合在一些综合式的液力变矩机上使用但是受轴向尺寸等的限制，在一些汽车变力矩上所使用的是改良后的椭圆形循环圆结构。蛋形循环圆的宽度及其直径都是比较小的，泵伦和涡轮是一种扁平状的，在设计中，可以将其叶片的形状设为流线型，从而可以使其用作模具的制作，提高了生产的效率。长方形的循环圆中导轮以及涡轮一般会置于循环圆的直线段上，能够使用铣削工艺来对叶片工作轮进行加工，适于一些离心式或者多级液力变矩机。对于叶轮形式的设计，应该根据其在循环圆中的位置对变力矩等因素进行充分的考虑，可以使液流向叶片内轴方向的轴流式，也可以设计成为径流式或者混流式，设计实践中，根据机械的具体类型来选择适宜的变矩机叶轮形式。

离合器和制动器是变速机设计的另一个重点。离合器是处于发动机和变速机之间飞轮内的一种装置，一般是使用螺钉等将离合器固定在飞轮的后平面，离合器的输出轴即为变速机的输入轴，它主要起到一种连接的作用，在变速机中激昂行星齿轮机构中的输入轴和行星排中的某一具体元件相连接，或者将其中的两个元件连接到一起，形成一个完成的整体，实现直接传动的效果。因离合器动盘的数量存在差别，其可以分为单片离合器、双片离合器以及多篇离合器，单片的结构是较为简单的，但是其散热性是比较好的，也便于调整，从动部分的转动惯量也是比较小的，能够保证使用中的彻底分离，使结合更为平稳顺畅。双片离合器的传递转矩的能力相对比较强，径向的尺寸比较小，能够保证结合平稳顺畅，但是其散热性能相对较差，无法实现彻底的分离。而多片离合器主要是应用在行星齿轮变速机换挡结构当中，其摩擦表面的温度比较小，且磨损较少能够保证较长的使用寿命。在具体的设计时，要根据变动及应用的实际需求选择适宜的离合器形式，使变速机更好的发挥其作用。制动器能够实现机械运动速度的降低、停止或者是保持停止状态等，它将行星齿轮机构中的某个元件和变速机壳体实现有效的连接，从而将元件固定，以离合器和制动器的有效配合来完成机构中不同元件的有效连接，从而实现变速机不同档位的输出。在具体的设计中，应该注重制动驱动机构的设计，选择具有较高的制动性能的机器；对于制动盘的设计上，要考虑不同制动盘的盘片、盘径以及片间的间隙尺寸上的差异等，从而使变速机能够满足不同用途的设计要求。而制动机的尺寸也是设计时所要考虑的问题，变速机稳定性能的保证与尺寸也有着一定的关系，设计时该种因素的考虑能够为设备的安装及其应用等提供便利。

传动机构也是变速机设计时所要关注的重点。当前变速机的种类有无级变速机、电液控制电动机等形式。无级变速机是一种机械式的无极变速机，它又包含盘式无级和带式无级变速机两种，盘式的变速机传力挤出点产生的应力比较大，不易产生一些油膜现象，其使用寿命及其可靠性无法有效保证，实践中的使用是比较少的。带式无级变速机所使用的是一种金属带连接主动轮和被动轮，当两者都移动时，会带动驱动和从动轮传动带的接触半径等的改变，其具有燃油经济性的特点，但是使零件加工的难度增加，磨损较大，使用寿命也是比较短的。电液控制自动变速机，则是以液力变矩器的液体动量矩的变化来对转矩进行改变的一种传速机构，它能够起到离合、连续变动以及传扭振动减少等作用，但是其结构也是比较发杂的，制造上相对困难，并且传动率是比较低的，制造和维修的成本都相对较高，在使用时，应该考虑这些因素的影响。

参考文献

[1]沈永松.并联式棘轮变速机的设计及在卷纬机上的应用[J].机械工程师，2004（12）.

[2]陈友谊.变速机设计要点分析[J].科学时代，2014（1）.

[3]赵瑞林.基于单片机控制步进电机恒变速系统的设计[J].计算技术与自动化，2013（3）.

[4]沈永松.并联式棘轮变速机的设计及在立式卷纬机上应用[J].机电工程，2005（2）.