汽车变速器动力输出装置的研究与制造

汽车变速器动力输出装置的研究与制造

张信林 江海乐 

广西玉柴动力股份有限公司  

广西壮族自治区玉林市537005

摘要：本文深入研究了汽车变速器动力输出装置，详细阐述了其工作原理、重要组成部分、关键技术以及在制造过程中的挑战与解决方案。通过对汽车变速器动力输出装置的全面分析，旨在为提高汽车性能、可靠性和制造水平提供理论支持和实践指导。

关键词：汽车变速器；动力输出装置；齿轮；同步器；操纵机构

引言

随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车性能的要求不断提高。汽车变速器动力输出装置作为汽车传动系统的核心部件之一，其性能直接影响着汽车的动力性、燃油经济性和驾驶舒适性。因此，对汽车变速器动力输出装置的研究与制造具有重要的现实意义。

1. 汽车变速器动力输出装置的运行原理

汽车变速器动力输出装置可将发动机产生的动力传递给驱动轮，从而实现汽车的行驶功能。其内部有多套齿轮组合，用于改变传动比，调节输出扭矩、转速，满足各类驾驶条件。汽车起步需要较大的扭矩，此时变速器调节成低传动比，提升发动机输出扭矩，驱动汽车缓慢起步。随着汽车行驶速度逐渐提升，变速器会逐步提升传动比，降低输出扭矩、提升转速，从而保障汽车高速行驶中的动力性、燃油经济性[1]。

2. 汽车变速器动力输出装置的组成

2.1齿轮传动系统

作为汽车变速器动力输出装置中的核心，齿轮传动系统中包含多个不同规格的齿轮。齿轮相互啮合传递动力，实现相应的传动比转换。变速器性能与可靠性会直接受到齿轮材质、精度、热处理工艺等因素影响。

2.2轴与轴承

轴与轴承是整个齿轮传动系统中的核心部件之一。变速器承载性能直接受轴强度、刚度影响；而变速器运转可靠性、平稳性直接受轴承质量、性能影响。

2.3同步器

在换挡驾驶时，需要保持齿轮之间转速同步，这就需要应用到同步器，实现平稳换挡。换挡的顺畅性、可靠性直接受到同步器结构、性能影响。

2.4操纵机构

控制变速器换挡操作需要应用到操纵机构，主要包括换挡杆、换挡拨叉、离合器等部件。汽车驾驶操作体验、换挡精准度直接受到操纵机构设计与质量质量的影响。

3. 汽车变速器动力输出装置的制造技术

3.1齿轮制造

3.1.1齿轮加工

为了保障变速器性能以及可靠性，必须要保障齿轮加工质量。齿轮加工的主要方法包括滚齿、插齿、剃齿。其中，滚齿是采用滚刀和齿轮毛坯的啮合运动，将齿轮的齿形切削出来。插齿是使用插齿刀、齿轮毛坯相对运动，逐个切削形成齿形。剃齿是一种精加工方法，可保障齿轮加工精度与质量。无论采用哪种加工方法，都要严控切削速度、进给量、切削深度等加工参数，以保障齿轮加工质量、精度[2]。

3.1.2齿轮热处理

齿轮热处理可提升齿轮硬度、耐磨度、强度。常见的方法包括淬火、回火、渗碳。淬火可有效提升齿轮表面硬度，但淬火中会使齿轮内部产生应力，这就需要通过回火工艺消除内应力，强化齿轮的韧性。渗碳是将齿轮放入到含碳元素的介质内，期间齿轮表面会渗透碳元素，强化齿轮表面的硬度与耐磨性。齿轮热处理期间，应严格控制加热温度、保温时间、冷却速度等参数，以保障热处理质量。

3.1.3齿轮检测

为了确保齿轮制造质量，必须要做好齿轮检测工作，主要包括精度、硬度、齿形等方面。其中，齿轮精度检测使用齿轮测量仪，用于检测模数、压力角、齿形偏差、齿距偏差；硬度检测使用硬度计，用于检测表面硬度、中心硬度；齿形检测使用光学投影仪、三坐标测量仪，用于检测齿形轮廓、齿向误差等。对齿轮进行全方面检测，可找出齿轮加工中的质量问题，并针对性采取措施改进。

3.2轴和轴承制造

3.2.1轴加工

轴加工采用车削、铣削、磨削等方法。车削加工用于轴外圆加工，铣削加工主要为键槽、花键等部位，磨削加工是对轴外圆进行精加工，提高轴表面质量、精度。轴加工期间，应严格控制加工参数，包括切削速度、切削深度、进给量等，确保轴加工质量达标[3]。

3.2.2轴承安装

使用专业的轴承安装工具进行轴承安装，常见的方法包括压入法、热装法。其中，压入法是使用压力机将轴承压入到轴上；热装法是通过加热，热胀冷缩的原理会让轴承膨胀，并将其套在轴上。安装轴承时，应严格控制安装力度、保障安装位置正确，确保轴承安装质量达标。

3.2.3轴与轴承检测

轴检测主要包括直径、直线度、圆度等方面；轴承检测主要包括内径、外径、游隙等。通过轴与轴承检测，可发现加工、安装中存在的质量问题，并采取有效方法进行改进。

3.3同步器制造

3.3.1同步器零件加工与组装

零件加工采用冲压、锻造、机械加工等方法。其中。冲压加工主要包括齿环、滑块等，锻造加工主要为毂体等零件，机械加工是对同步器各个部件进行精加工，确保零件精度与质量。加工中应严控建工参数，以保证零件生产质量。完成加工后需进行组装，采用自动化组装设备确保质量。组装期间应严控每个零件安装位置、安装力度。

3.3.2同步器检测

同步器检测主要包括同步性能、摩擦系数、耐久性。同步性能检测采用性能测试仪，分析换挡时的同步时间、同步精度。摩擦系数使用摩擦测试仪，检测摩擦片和齿轮间的摩擦系数。耐久性检测使用耐久测试台，模拟同步器长期换挡，分析其使用寿命与可靠性。

3.4操纵机构制造

3.4.1操纵机构零件加工与组装

操纵机构零件加工采用冲压、锻造、机械加工法。冲压加工主要制造换挡拨叉、换挡杆等零件，锻造加工主要为壳体等零件。机械加工负责各个零件的精加工，保障零件质量。完成加工进行组装，严格控制各个零件安装位置与力度，确保操纵机构的可靠性。

3.4.2操纵机构检测

检测主要包括换挡力、换挡行程、耐久性。换挡力检测使用换挡力测试仪，测量换挡所需的力。换挡行程检测使用行程测试仪，用于检测换挡行程；耐久性检测使用耐久试验台，模拟长期换挡，分析其使用寿命与可靠性。

结束语

综上所述，汽车变速器动力输出装置作为汽车传动系统的核心部件之一，其性能直接影响着汽车的动力性、燃油经济性和驾驶舒适性。汽车变速器动力输出装置的制造需要先进的加工设备和技术、合适的材料选择和热处理工艺以及严格的质量控制和检测。只有不断提高汽车变速器动力输出装置的制造水平，才能满足消费者对汽车性能的不断提高的要求。

参考文献

[1] 李豪迪,赵治国,唐鹏,等.功率分流混合动力系统模式切换连续瞬态冲击机理及其性能客观评价[J].汽车工程, 2024, 46(4):669-681.

[2] 明莉.02E双离合变速器机械传动分析[J].汽车维修与保养, 2024(5):84-87.

[3] 楼江天,陆江燕,赵建辉.汽车机械式变速器优化设计实现路径分析[J].今日自动化, 2021(10):15-17.