基于Inspire的变速箱壳体尺寸优化策略

变速器壳体基础特征设计原则摘要: 变速器壳体是变速器上关键的零部件，他将变速器中轴、齿轮、轴承、拨叉等有关零件组装成一个整体，并保证相互之间的正确位置，按照一定的传递关系传递动力。

本文主要从变速器壳体的基本尺寸及结构、合箱螺栓的布置、加强筋及拔模角度、降噪等方面进行设计分析,为变速器壳体结构设计提供借鉴方法。

关键词:变速器壳体、基本尺寸、拔模角、降噪1 前言:变速器壳体尺寸对整个变速器设计及整车的搭载而言至关重要。

壳体在变速器部分的基本尺寸决定于齿轮旋转运动和控制机构运动的有足够大的刚度，同时需要匹配安装各种零部件的接口结构，用来保证轴和轴承工作时不会歪斜并且各零部件正常协同工作。

若壳体尺寸选用不合理会影响壳体刚度，工作过程中壳体变形严重使内部运转中的齿轮啮合不充分，导致齿面磨损严重甚至造成齿轮断裂使变速器失效。

2 变速器的基础设计特征及原则壳体的基础特征设计主要有：壳体壁厚设计、合箱螺栓位置的设计，加强筋的设计、圆角的设计以及壳体铸造拔模角度的选择等。

2.1壳体壁厚设计2.1.1壳体的壁厚设计壳体整体壁厚不宜过大，超过临界壁厚的壳体，容易产生缩孔等质量问题，壁厚应尽可能均匀，避免金属堆积（常见金属型铸造壳体的壁厚如下表）。

2.3加强筋的设计当正常壁厚的壳体，强度和刚度不能满足使用要求的时候，需采用加强筋来确保壳体的强度和刚度，避免壳体的塑性变形，而且加强筋可以防止或减少铸件收缩变形，避免工件从模型内顶出时发生铸件变形，铝液填充时用以辅助回路。

筋的宽度要合理的选取，如果太薄，会导致壳体易弯曲，且工艺性差；太厚，会导致壳体重量大，容易产生缩孔，壳体加强筋的设计可参考以下原则：1）宽度：大致等于0.5-1倍的壁厚；2）高度：壁厚＜高度＜5倍的壁厚；3）加强筋的间距大致等于5倍壁厚；4）方向尽量与拔模方向相同，筋的厚度要均匀。

2.4圆角的设计压铸件上壁与壁的连接处设计成圆角，圆角的作用是有助于金属的流动，减少涡流，避免零件产生应力集中而导致开裂，可以延长模型的使用寿命，不致因尖角的存在而导致崩角或开裂。

摘要从汽车诞生时起，汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。

现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性能在相当大的范围内变化。

为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。

本文以五羊本田新锋影摩托车的一些整车参数和发动机参数为依据，进行变速器的设计。

设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴、轴承的设计校核，同步器、操纵机构及箱体的设计。

在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点，参考多篇文献资料，以及国内外变速器设计图册，从经济性和实用性方面着手进行分析,设计出一种两轴式变速器。

关键词：变速器；齿轮；轴；箱体；设计ABSTRACTSince automobile was born, the transmission has played a critical role in the drive train. A modern car widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobile’s dynamic and fuel economical efficiency can change in a very large range. To solve this contradiction, transmission is set up in the drive train. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Wu Yang Ben Tian Xin Feng Ying automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, size, gear parameters and the mumble of each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts from both home and overseas, at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted transmission is designed.Key words: Transmission；Shell；Gear；Shaft；Design目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (2)1.1概述 (2)1.2 研究目的意义 (2)第 2 章变速器齿轮的设计与计算 (4)2.1变速器主要参数的选择 (4)2.2 变速器格挡传动比的确定 (4)第3章齿轮校核 (12)3.1变速器齿轮的变位 (15)3.2齿轮强度校核 (15)第 4 章轴的设计及校核 (25)4.1轴的结构尺寸计算 (25)4.2轴的强度计算 (26)第5章轴承校核 (38)5. 1轴承的选择及校核 (38)5.2本章小结 (39)第6章变速箱体的设计 (41)6. 1变速器箱体的选择 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)第1章绪论1.1 概述汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。

变速器的结构优化设计方法与实践随着汽车工业的迅速发展，汽车变速器作为传动系统的核心部件，对汽车性能和燃油经济性起着重要作用。

为了提高汽车的性能和降低燃油消耗，变速器结构的优化设计显得尤为重要。

本文将介绍变速器结构优化设计的方法与实践。

一、背景介绍变速器是一种用于改变汽车引擎传动比的装置，以实现汽车在不同速度和负载条件下的运行要求。

传统的变速器通常采用机械齿轮传动的方式，但其结构复杂、噪音大、能效低等问题制约了汽车的性能和经济性。

因此，对变速器结构进行优化设计具有重要意义。

二、变速器结构优化设计方法1. 确定设计指标和约束条件变速器的设计指标包括传动比范围、传动效率、噪音和振动水平等。

根据车辆的使用需求和性能要求，确定变速器设计指标。

同时，还需考虑制造成本、可靠性以及相关的法规要求等约束条件。

2. 分析与建模在进行变速器结构优化设计之前，需要对变速器进行全面的分析与建模。

通过计算机辅助设计软件，对变速器的传动力学特性、传动效率以及瞬态特性进行分析和模拟。

3. 优化算法的选择针对变速器结构优化问题，可以采用不同的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等。

这些算法能够在设计空间中搜索最优解，并采用适应度函数来评估设计的好坏。

4. 变速器结构优化设计基于优化算法，对变速器的结构参数进行优化设计。

这包括齿轮的齿数、模数、压力角等关键参数的选择，以及输入轴、输出轴的布局和结构的设计等。

5. 仿真验证与调试通过建立变速器的仿真模型，对优化设计的结构进行验证和调试。

通过仿真结果，评估优化设计方案的有效性和可行性。

三、变速器结构优化设计实践以一款小型汽车的变速器设计为实例，介绍变速器结构优化的实践过程。

1. 设计指标与约束条件的确定根据该汽车的使用需求和性能要求，确定变速器的传动比范围、传动效率要求以及相关的法规要求等。

2. 变速器分析与建模通过计算机辅助设计软件，对变速器进行分析与建模，包括传动力学特性、传动效率以及瞬态特性的分析和模拟。

变速箱解决方案第1篇变速箱解决方案一、背景与目标随着我国汽车工业的快速发展，变速箱作为汽车的核心部件之一，其性能、可靠性和经济性对汽车整体性能具有重大影响。

为解决目前市场上变速箱存在的故障率高、维修成本高、能耗较高等问题，本方案旨在提出一种合法合规的变速箱解决方案，以提高变速箱性能，降低维修成本，减少能耗，提升驾驶体验。

二、解决方案1. 技术选型（1）采用双离合器自动变速技术，提高换挡速度，降低换挡冲击，提升驾驶平顺性；（2）运用电控液压控制系统，实现精确控制，降低故障率；（3）配置智能换挡策略，根据驾驶习惯和行驶路况，自动调整换挡时机，降低能耗；（4）采用高精度加工技术，提高零部件精度，降低噪音和振动。

2. 设计优化（1）优化齿轮设计，提高齿轮强度和耐磨性，延长变速箱寿命；（2）采用轻量化设计，降低变速箱重量，减少能耗；（3）优化油路设计，降低油泵功率损失，提高油泵效率；（4）提高散热性能，降低油温，保证变速箱正常工作。

3. 制造与装配（1）采用高精度制造设备，确保零部件加工质量；（2）严格执行装配工艺，提高变速箱装配质量；（3）加强质量检测，确保变速箱合格出厂。

4. 售后服务（1）提供完善的售后服务体系，包括维修、保养、技术咨询等；（2）建立快速响应机制，对用户反馈的问题及时进行处理；（3）定期开展变速箱养护活动，提高用户满意度。

三、合规性分析1. 法律法规本方案遵循我国《汽车产业发展政策》、《汽车产品质量法》等相关法律法规，确保变速箱产品的合法合规性。

2. 环保要求本方案充分考虑环保要求，采用绿色制造工艺，降低生产过程中对环境的影响，满足国家排放标准。

3. 安全标准本方案严格遵循国家汽车安全标准，确保变速箱在正常使用过程中，不会对驾驶员和乘客造成安全隐患。

四、效益分析1. 经济效益（1）降低维修成本，提高用户满意度；（2）提高变速箱使用寿命，降低更换频率；（3）降低能耗，减少用户燃油支出。

摘要传统的汽车变速器设计是由经验丰富的设计人员按经验公式来确定变速器的关键尺寸,这样设计的变速器往往结构笨重、传动效率不高、且材料的运用过于保守。

而现代汽车变速器的设计趋势之一却是小型轻量化，因此采用全新的设计方法来优化汽车变速器就成了本文研究的目标。

本文以SJ汽车变速器为例，首先通过传统的设计方法对变速器的结构及具体参数进行初步设计，然后通过MATLAB优化工具箱中的最优化函数来重新校验变速器的设计。

根据设计要求和特点，在满足变速器可靠性的前提下，建立了汽车变速器的优化设计数学模型，使变速器齿轮和轴系的配合最合理化，变速器壳体的利用率达到最大化，从而减小了变速器的整体体积，同时也降低了变速器整体的质量，达到了预期优化的目的。

结果表明：采用优化设计方法，可以缩短设计周期、减轻质量和降低成本，这是传统设计方法所不具备的，因此这种优化设计的方法是具有可行性的。

关键词：变速器，优化，传动比Optimize Design for SJ Automobile GearboxABSTRACTThe traditional design of Automobile gearbox used empirical formula to make sure the key sizes of gearbox，these designs always outdated，have lower efficiency，and the usage of material was too conservative. Along with the development of modern automobile industry，the design trends of gearbox are to request smaller volume and better function. So a new method which can get a small and lightweight gearbox becomes our target.In this thesis，SJ automobile gearbox was taken as an example. Firstly, traditional design was used to get the key sizes of gearbox；and then CAD was used to design its structure，such as shell、shaft、selector mechanism and so on；at last the toolbox of MATLAB was used to optimize the parameters of gearbox.The result manifests that using new method can shorten the design period，lower the costs for design，and the weight of gearbox can be reduced too. In conclusion，a satisfactory result can be achieved through optimizing the parameters of gearbox．Keyword：gearbox，optimization，transmitting ratioSJ汽车变速器的设计与优化0 引言随着时间的流逝，昔日的辉煌渐渐落下了尘埃；当轻轻的掸去岁月留下的痕迹，闪露的就是历史的光华。

基于Inspire软件的汽车踩踏板材料及结构轻量化设计基于Inspire软件的汽车踩踏板材料及结构轻量化设计随着汽车工业的快速发展，人们对汽车性能、安全性和燃油经济性的要求越来越高。

轻量化设计成为了当前汽车工程领域的一个重要研究方向。

在汽车设计中，踩踏板作为连接汽车驾驶员与汽车刹车系统的重要部件，对驾驶安全性和舒适性具有重要影响。

因此，对踩踏板材料及结构进行轻量化设计至关重要。

Inspire软件是一种先进的结构拓扑优化设计软件，它可以通过对材料与结构进行优化，实现组件轻量化并保证其结构的强度与刚度。

本文将通过使用Inspire软件，以汽车踩踏板为例，探索合适的材料和优化结构来实现踩踏板的轻量化设计。

首先，我们需要选择适合的材料。

轻质高强度材料是实现汽车轻量化的关键。

碳纤维复合材料是当前最受关注的轻质材料之一。

其具有高强度、低密度和良好的耐磨性能，非常适合用于汽车踩踏板的制造。

在Inspire软件中，我们可以通过材料库选择碳纤维复合材料，并对其力学性能参数进行设定。

接下来，我们将开始进行结构拓扑优化设计。

首先，在Inspire软件中导入踩踏板的初始设计模型。

然后，我们需要定义设计的约束条件和目标函数。

约束条件包括力学性能要求、安全性要求和制造工艺约束等，目标函数一般选择最小化结构的质量，以实现轻量化设计。

在Inspire软件中，我们可以通过添加约束条件和目标函数来对设计进行约束和优化。

在设定好约束条件和目标函数后，Inspire软件将自动进行结构优化计算。

该软件利用有限元分析方法，通过迭代计算和删除不必要的材料，实现最佳拓扑结构的生成。

最终，我们将得到一个轻量化的踩踏板设计方案。

除此之外，Inspire软件还可进行多目标优化设计。

例如，我们可以将强度、刚度和质量等多个目标同时考虑，通过对权重赋值来得到平衡的设计方案。

同时，该软件还可以进行材料厚度的优化，以进一步减小踩踏板的总质量。

综上所述，基于Inspire软件的汽车踩踏板材料及结构轻量化设计是通过结构拓扑优化方法实现的。

干货：丰田第4代普锐斯混动变速器技术解析，值得收藏！推荐:《混合动力耦合系统构型与耦合装置分析设计方法》一书，详细分析了丰田THS和通用AHS系统，并提出了两种新的构型方案。

文末查看详情。

丰田第四代普锐斯混合动力变速器P610采用了全新的平行双电机结构，号称百公里油耗低至2.5L。

普锐斯前三代THS （丰田混合动力系统）均采用发动机和电机MG1在动力分配行星齿轮组同一侧，电机MG2在另一侧，三者同轴。

最新的第四代THS混合动力变速器P610，电机MG1（太阳轮）和发动机（行星架）依旧同轴，但是分别在行星齿轮组两侧。

电机MG2不再同轴，通过一个反转从动齿轮减速，并与行星齿轮组的齿圈结合。

第四代普锐斯新混动变速器结构示意图其主要参数如下表：新的P610混动变速器具有以下特点：轴向总长度减小了47mm，可适应新紧凑型平台；减小了重量、机械损失，提高了燃油效率；增强了NV（噪音和振动）性能。

更紧凑、重量更轻基于新的齿轮传动、新的电机和双电机平行布置，P610比P410更紧凑，重量更轻，而扭矩相差不大。

总长度比之前的P410缩小了很多(47mm)，零件数量和总重量分别降低20%和6.3%。

PCU安装位置PCU安装在变速器顶部，使整个动力总成更加紧凑。

上代普锐斯放置于后备箱的电池，现在就可以安装到发动机舱。

这样能够缩短电缆长度、同时增大后备箱空间。

另外，将动力总成放得更低，使整车重心下降，对动态性能有帮助。

平行轴双电机结构及电机减速装置在上一代的P410变速器中，发电机和驱动电机安装在同一轴上，采用行星齿轮做为电机减速装置。

而采用平行轴双电机结构的P610，其发电机和驱动电机放在不同的轴上，采用了平行齿轮轴做为电机减速装置，大大减小了变速器总长度。

如下图如示，降低电机最大扭矩使得能够缩小电机尺寸。

新的差速器结构采用压装工艺来固定差速器壳体和齿圈。

对比之前的螺栓紧固法，减小了零件数量和尺寸，达到减重的目的。

降低机械损失与P410比较，在COMB模式下P610能降低22%机械损失，在NEDC模式下能降低21%机械损失。

某新能源汽车变速箱滚针轴承润滑仿真分析及优化徐斌乔良莫家奇(上海捷能汽车技术有限公司,上海201804)摘要:对某新能源变速箱在台架高速试验时因润滑不足而出现输入轴滚针轴承烧毁的问题进行分析㊂基于P a r t i c l e w o r k s软件平台,建立输入轴滚针轴承润滑仿真模型,查看不同转速下的润滑效果㊂以改善滚针轴承润滑为目标,分析加长导油嘴在不同转速下对滚针轴承润滑效果的影响㊂仿真结果表明,加长导油嘴可改善滚针轴承润滑效果,且通过台架试验验证有效㊂关键词:变速箱;滚针轴承;移动粒子半隐式流体分析方法;润滑系统;仿真分析0前言变速箱润滑系统设计是变速箱开发中至关重要的部分,直接影响变速箱内部齿轮㊁轴承等零部件的使用寿命㊂一直以来,变速箱润滑系统设计主要依靠研究人员的经验,通过设计壳体特征,确定润滑形式及油液高度来达到润滑设计要求㊂如果润滑设计存在缺陷,则会引起齿轮㊁轴承等重要零部件的失效,且只能在样机试验阶段才会发现㊂目前,变速箱润滑系统设计验证主要依赖透明壳体台架试验㊂该试验可以清楚看到壳体上轴承的润滑情况,然而对于内部齿轮和滚针轴承润滑情况的观察却较为局限㊂由于样机试制及验证时间长,难以快速锁定设计及改进措施,润滑系统设计已成为制约变速箱开发周期的重要因素㊂目前,关于润滑方面的研究主要集中在数值分析计算方面㊂文献[1]提出了采用齿面移动法对齿轮进行处理的方法㊂文献[2]提出了多相流(V O F)模型,以解决齿轮飞溅润滑存在的较为复杂的油气两相流现象㊂针对润滑系统的设计,文献[3]介绍了一般的减速器润滑系统组成及相关部件的选择㊁计算,并给出了润滑系统设计时的注意事项㊂本文基于移动粒子半隐式流体分析(M P S)方法的P a r t i c l e w o r k s仿真分析软件平台,建立了某新能源变速箱输入轴滚针轴承润滑仿真模型㊂该新能源变速箱的开发为基金项目,属于国家重点研发计划:2018Y F B0105801新型高性价比机电耦合变速箱开发项目㊂本文论述了在查看不同转速下滚针轴承的润滑效果后,结合某变速箱输入轴滚针轴承失效问题,指出润滑不足是滚针轴承失效的根本原因,并提出改进方案,满足了滚针轴承的润滑要求,为润滑系统设计与改进提供了有力支持㊂1滚针轴承失效分析相比传统汽车变速箱,新能源汽车的变速箱要求转速范围更广,低速扭矩更大,对润滑系统的设计要求也更高㊂因此,现有经验已无法满足更高的工况设计要求,容易出现设计问题㊂如图1所示,某新能源车采用的变速箱在台架试验时,在高速工况下出现故障,拆解后发现输入轴滚针轴承失效㊂图中可见该滚针轴承保持架(工程塑料材质)损坏,失效形式表现为典型的因过温过载导致部件烧毁㊂在该滚针轴承处,轴内设计有油孔,通过轴内导油嘴喷油进行了强制润滑,但实际的内部润滑情况不得而知,也无法利用透明壳体润滑试验直接观测㊂此时,研究人员通过润滑仿真软件来模拟输入轴滚针轴承润滑情况,分析失效原因是最有效的方法㊂图1滚针轴承失效图782021 NO.1汽车与新动力2 基于M P S 的局部润滑系统模型搭建2.1 M P S 方法及P a r t i c l e w o r k s 软件平台介绍M P S 方法属于流体分析中的无网格法[4]㊂该方法是将流体计算区域视为由一群粒子构成,其中每个粒子都包含与之相对应的不同流动信息,并以拉格朗日方程为基础,求解各粒子间的相互作用关系方程和离散基本流动方程[5]㊂研究人员根据各粒子上一时刻的流动信息对下一时刻进行预测和修正,从而获得整个流场的动态流动信息[6]㊂P a r t i c l e w o r k s 是基于M P S 方法开发的1款商业软件平台㊂在该平台下搭建的变速箱润滑模型可以高效准确地模拟出变速箱内部油液润滑的走向,并生成相应动画㊂2.2 基于P a r t i c l e w o r k s 的润滑模型搭建如图2所示,为了分析输入轴滚针轴承失效原因,研究人员基于P a r t i c l e w o r k s 软件平台,导入输入轴及滚针轴承三维模型,建立了局部输入轴滚针轴承润滑模型㊂其中,模型设置说明如下:(1)输入轴内部为中空油道设计,每个滚针轴承贴合面有4个油孔,输入轴赋予轴向转动自由度㊂(2)齿轮共有5个,从左至右分别标记为①②③④⑤号㊂(3)将①②④⑤号齿轮空套在轴上,可通过结合套与输入轴结合,4个齿轮赋予轴向转动自由度,③号齿轮与输入轴为一体式设计㊂(4)该轴共有4个滚针轴承,分别布置在空套齿轮①②④⑤内侧,从左至右分别标记为A ㊁B ㊁C ㊁D ㊂滚针轴承与齿轮和输入轴都为间隙配合,滚针轴承赋予轴向转动自由度㊂(5)输入轴滚针轴承为强制润滑设计,从右侧导油嘴通过油泵注油,每个轴承润滑量要求均为0.1L /m i n ㊂(6)考虑到润滑不均,设计输入流量为0.5L /m i n ,润滑油累积在输入轴中空部位,通过4个油孔流入滚针轴承,为轴承提供润滑㊂图2 润滑仿真模型在该软件中,润滑油采用粒子代替,设定粒子大小为1m m ,润滑油参数见表1㊂表1 润滑油主要参数项目参数润滑油密度/(k g㊃m -3)810运动粘度/(m m 2㊃s-1)203 润滑系统仿真分析通过上述润滑仿真模型,根据典型工况转速表,试验人员分别选取500r /m i n ㊁3000r /m i n ㊁6000r /m i n 为输入轴转速点㊂通过仿真分析,4个滚针轴承内部的润滑状况结果如下所述㊂(1)如图3所示,输入轴在转速为500r /m i n 的工况下,输入轴内部油道润滑油充盈,4个滚针轴承内的油孔可以明显看到润滑油,表明A ㊁B ㊁C ㊁D 滚针轴承润滑状况良好㊂图3 在转速为500r /m i n 工况下的油液分布(2)如图4所示,在输入轴转速为3000r /m i n 的工况下,在输入轴内部油道内,润滑油主要聚集在右侧,A ㊁B 滚针轴承润滑状况较差,C ㊁D 滚针轴承润滑状况良好㊂图4 在转速为3000r /m i n 工况下的油液分布(3)如图5所示,在输入轴转速为6000r /m i n 的工况下,在输入轴内部油道内,润滑油完全聚集在右侧,A ㊁B 滚针轴承几乎无润滑,C ㊁D 滚针轴承润滑状况良好㊂从仿真结果可以看出,随着输入轴转速的升高,润滑油越来越难进入输入轴内部油道的左侧,导致润滑油都从右侧油孔甩出㊂最左端的滚针轴承在高速工况下几乎无润滑,这极易导致滚针轴承因过热产生失效㊂792021 NO.1汽车与新动力图5 在转速为6000r /m i n 工况下的油液分布这一仿真结果与高速试验滚针轴承失效情况基本吻合㊂4 设计改进及试验验证为了改善左侧滚针轴承润滑效果,需要让润滑油在高速工况下也能到达输入轴内部油道左侧,并经过左侧油孔甩出,为左侧滚针轴承提供润滑㊂如图6所示,图中虚线位置为原导油嘴长度,研究人员考虑加长原导油嘴长度㊂在高速工况下,由于离心力的作用,润滑油可能聚集在右侧内壁上,且右侧油道空腔直径较大,润滑油往左侧流动时存在阶梯,大部分润滑油可能会从最右侧油孔甩出㊂在加长导油嘴后,喷出的润滑油直接越过内部空腔的阶梯,同时左侧油道直径相同㊂通过利用导油嘴喷油的初速度,可以让润滑油尽量往左侧流动㊂图6 导油嘴示意图在对导油嘴重新建模后,研究人员选取上述相同的3个工况进行润滑仿真分析,并查看4个滚针轴承的润滑情况㊂结果如下文所述㊂从图7㊁图8和图9可以看出,在500r /m i n ㊁3000r /m i n ,6000r /m i n 这3个输入轴转速下,3个轴承均可以得到有效润滑㊂尤其在6000r /m i n 下,左侧A ㊁B 滚针轴承从原先的基本无润滑变成润滑状况良好㊂润滑油可以顺利进入输入轴左侧轴孔内部,向滚针轴承提供充足的润滑㊂仿真结果表明,加长导油嘴可以明显改善在高速工况下的输入轴左侧滚针轴承的润滑状况㊂根据仿真结果,研究人员对原导油嘴进行了工程样件改制,并重新启动了新一轮高速试验㊂最终试验图7 在转速为500r /m i n工况下的油液分布图8 在转速为3000r /m i n工况下的油液分布图9 在转速为6000r /m i n 工况下的油液分布顺利通过,验证了润滑不足是导致滚针轴承失效的重要原因,且验证了加长导油嘴的方案有效㊂5 结论根据上述仿真和试验结果,得出以下结论㊂(1)润滑不足是导致滚针轴承失效的主要原因㊂(2)基于M P S 的P a r t i c l e w o r k s 软件平台搭建的输入轴滚针轴承仿真模型可以准确地模拟试验样机,并进行润滑仿真分析㊂(3)在加长导油嘴后,在500r /m i n ㊁3000r /m i n,6000r /m i n 这3个输入轴转速下,润滑油都可以直接越过油道阶梯㊂因此,输入轴左侧的滚针轴承润滑得到改善㊂台架试验验证该改进方案有效,满足了滚针轴承润滑要求㊂参 考 文 献[1]彭钱磊,桂良进,范子杰.基于齿面移动法的齿轮飞溅润滑性能数值分析与验证[J ].农业工程学报,2015,31(10):51.[2]H I R TC W ,N I C H O L SBD .V o l u m e o f f l u i d (V O F )m e t h o d f o r t h e80汽车与新动力。

基于拓扑优化的变速器壳体设计庞强宏，彭海岩(四川大学机械工程学院，四川成都610065)摘要：针对变速器壳体的设计，归纳了变速器壳体的设计要求及流程，并在壳体的设计过程中，引入拓扑优化法来指导壳体的设计。

以某大功率压裂车变速器壳体的设计为例，基于壳体的设计要求及流程设计出壳体的初始模型。

以变速器壳体的柔度最小化为优化目标，对壳体进行拓扑优化分析，寻求壳体内部的最佳传力路径，以此来合理的布置加强筋，根据拓扑优化结果对壳体进行修改。

最后对改进后的壳体进行静力学分析，根据分析的结果可知，壳体的强度与刚度均满足工作要求，且重量相此于初始壳体下降25.4%。

表明了拓扑优化能够指导壳体内部加强筋的合理布置。

关键词：变速器；壳体设计；有限元分析；拓扑优化中图分类号：TH122文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.04.003文章编号：1006-0316(2021)04-0013-07Design of Transmission Housing Based on Topology OptimizationPANG Qianghong,PENG Haiyan(School of Mechanical Engineering,Sichuan University,Chengdu610065,China) Abstract:This article summarizes the design requirements and process of the transmission housing,and introduces the topology optimization method to provide guidance for the design of the housing during the design of the housing.Taking the design of a transmission housing of a high-power fracturing vehicle as an example, the initial model of the housing is designed based on the design requirements and process of the housing.With the optimization goal of minimizing the flexibility of the transmission housing,the topology optimization analysis of the housing is carried out to find the optimal force transmission path inside the housing is sought,so as to reasonably arrange the reinforcement ribs and modify the housing according to the topology optimization results.Finally,the statics analysis of the improved housing is carried out.According to the results of the analysis,the strength and stiffness of the housing meet the working requirements,and the weight is reduced by 25.4%compared with the initial housing.It shows that the topology optimization can provide guidance for the reasonable arrangement of the ribs inside the housing.Key words：transmission；housing design；finite element analysis；topology optimization变速器壳体作为变速器的关键零件之一，为轴系的各零部件提供了运动空间和安装位置，确保了零部件之间能够保持正确的相对位置关系⑴。

汽车变速器壳体设计流程探讨发布时间：2022-09-08T05:31:56.540Z 来源：《福光技术》2022年18期作者：赵强韩欣钰[导读] 变速器壳体是汽车核心零部件之一,根据目前的汽车发展趋势,对变速器壳体的设计提出了更高要求,以达到高强度、轻量化、减振降噪等目标,尤其是新能源汽车行业,引入电机、电控等零部件与变速器集成一体,也提出了一些关于高速化、集成化、冷却等方面的新要求。

文中对汽车变速器壳体设计进行探讨,提出从顶层到底层的设计思路,对变速器壳体的设计思路、方法和要求进行详细阐述。

通过规范化的设计流程,提高变速器壳体设计水平,缩短设计周期,为变速器壳体设计提供参考。

赵强韩欣钰蜂巢传动科技河北有限公司河北省保定市 071000摘要：变速器壳体是汽车核心零部件之一,根据目前的汽车发展趋势,对变速器壳体的设计提出了更高要求,以达到高强度、轻量化、减振降噪等目标,尤其是新能源汽车行业,引入电机、电控等零部件与变速器集成一体,也提出了一些关于高速化、集成化、冷却等方面的新要求。

文中对汽车变速器壳体设计进行探讨,提出从顶层到底层的设计思路,对变速器壳体的设计思路、方法和要求进行详细阐述。

通过规范化的设计流程,提高变速器壳体设计水平,缩短设计周期,为变速器壳体设计提供参考。

关键词：汽车变速器;壳体;设计流程汽车变速器壳体作为变速器中的一些非常基础的零部件来说，汽车变速器会把其内部的一些零件按照不同的位置关系来配置成为一个较为完整的装置，以此来确保输出轴的传动比关联进行支撑输出转矩。

在汽车变速器的配置和输出转矩过程中，汽车变速器壳体设计质量将会影响变速器配置的精确程度、汽车的性能、汽车的质量和声音开关的质量、汽车档位的灵活度以及汽车一些零件的使用寿命等。

1市场对汽车变速壳体的需求汽车已经逐渐成为了每家人的生活必需品，而消费者在进行购买汽车的时候会考虑多方面的因素，而汽车变速器的好坏也是消费者购买汽车时所要考虑的一个重要因素，因为变速器质量的好坏将会直接决定汽车在实际行驶中的安全性。

变速箱设计方案变速箱设计方案一、引言变速箱是汽车传动系统中的重要组成部分，它负责将发动机的动力通过不同的齿轮比例传递给车轮，以实现不同速度和扭矩的输出。

本文将详细介绍一个全面的变速箱设计方案。

二、需求分析在开始设计变速箱之前，我们需要对需求进行充分的分析。

根据市场调研和用户反馈，我们得出以下需求：1. 高效能：变速箱应具备高效能，以提供更好的加速性能和燃油经济性。

2. 平顺换挡：换挡过程应平顺无感知，避免驾驶者和乘客的不适感。

3. 可靠性：变速箱应具备高可靠性和耐久性，以确保长时间使用不出现故障。

4. 多档位：变速箱应具备多档位设计，以满足不同驾驶条件下的需求。

5. 轻量化：为了减少整车重量并提高燃油经济性，变速箱应采用轻量化材料和结构。

三、设计方案基于以上需求分析，我们提出了以下详细的设计方案：1. 变速箱类型选择根据市场需求和技术可行性，我们选择了自动变速箱作为设计方案。

自动变速箱具有平顺换挡、高效能和多档位等优势，能够满足用户的需求。

2. 齿轮设计齿轮是变速箱的核心组件，其设计直接影响到传动效率和平顺性。

我们采用了先进的齿轮设计技术，包括精密制造工艺和优化的齿形参数。

通过这些措施，我们能够提高齿轮的传动效率，并减少噪音和振动。

3. 液力变矩器设计液力变矩器是自动变速箱中的重要部件，它通过液体传递扭矩，并实现起步、换挡和减速等功能。

我们采用了高效的液力变矩器设计，以提供平顺的起步和换挡过程，并减少能量损失。

4. 控制系统设计控制系统是自动变速箱中至关重要的一部分，它负责监测车辆状态并控制换挡过程。

我们采用了先进的电子控制单元（ECU）和传感器技术，以实现精准的换挡控制和自适应学习功能。

通过这些措施，我们能够提供更好的驾驶体验和燃油经济性。

5. 轻量化设计为了减少整车重量并提高燃油经济性，我们采用了轻量化材料和结构设计。

变速箱外壳采用高强度铝合金材料制造，以提高强度并降低重量。

我们还优化了内部结构，并采用高效的润滑系统，以减少能量损失和摩擦。

金杯小海狮X30三轴五档变速器1 绪论1.1变速器的简介1.1.1手动变速器（MT）手动变速器（Manual Transmission，简称MT,又称机械式变速器）采用齿轮组[1]，，它的原理是用手拨动变速杆改变变速器内齿轮的啮合位置，而改变传动比，以达到变速的目的。

现代轿车的手动变速器大多为五挡的有级式齿轮传动变速器，由于大多采用同步器的原因，所以，噪音小，换挡方便。

但是，手动变速器在操纵时必须踩下离合，才能拨得动变速杆。

曾有人预言，驾驶操作繁杂等缺点，阻碍了汽车迅猛的发展，手动变速器会在不久便会被淘汰，从事物发展的角度来说，的确有它的道理所在。

但从目前市场的适用角度和需求来看，我认为手动变速器暂时还不会离开太快。

首先，从微车的特性上来说，其他变速器的功用不能完全代替手动变速器。

以货车为例，货车用于运输，通常要装载大量的货物，面对如此高的重力，除了需要强劲的发动机动力之外，还需要变速器的全力配合。

大家都知道一挡功率最大，这样，在起步的时候才有足够大的牵引力将车带动。

尤其是在爬坡路段，它的优势就更加明显了。

与其他新型的变速器相比较，它们虽然具有简便的操作等优势，但这些优势却十分欠佳。

其次，虽然自动变速器和无级变速器已非常普遍，但是大多数年轻的司机还是喜欢手动，尤其是喜欢在超车时手动变速器带来的那种快速超越感。

所以，一些中高级别的汽车（特别是轿车）也不敢果断的换掉手动变速器。

还有一个原因是，我国的汽车驾驶学校中大部分教练车都是使用的手动变速器，除了经济性之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及驾驶协调性。

第三，现在轿车已经进入了生活水平不断提高的寻常百姓中，对于一般的家庭来说，经济适用型轿车最为合适。

经济型轿车厂家采用性价比高的手动变速器，这就使得经济适用型轿车占据着在中国车市销量的大部分份额。

例如，长安、吉利、奇瑞等国内厂家的经济型轿车都配备的手动变速，而且各款车型基本上都是采用的5挡手动变速。

变速器多学科优化设计方法变速器多学科优化设计方法变速器是汽车等机械设备的重要组件，它通过调整发动机的输出转速和扭矩，实现车辆的不同速度和力矩要求。

为了提高变速器的性能和效率，采用多学科优化设计方法是十分重要的。

下面将逐步介绍变速器多学科优化设计的步骤。

第一步：确定设计目标在进行多学科优化设计之前，需要明确设计目标。

这包括提高变速器的效率、降低能量损失、减小尺寸和重量、提高可靠性等。

明确的设计目标有助于指导后续的优化过程。

第二步：建立模型在进行多学科优化设计时，需要建立适当的模型来描述变速器的工作原理和性能。

这可以通过理论分析和实验测试来实现。

建立准确的模型是进行优化的基础，它可以帮助设计人员深入了解变速器的特性和限制。

第三步：选择设计变量设计变量是指在优化过程中可以进行调整和改变的参数。

在变速器的多学科优化设计中，设计变量可以包括齿轮比、摩擦材料、齿轮的大小和形状等。

选择合适的设计变量对于优化结果的准确性和可行性至关重要。

第四步：制定优化策略在进行多学科优化设计时，可以采用不同的优化策略。

常见的优化方法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。

根据实际情况选择适合的优化策略，以便在搜索设计空间时能够找到最优解。

第五步：进行优化计算根据建立的模型和选择的优化策略，进行优化计算。

通过不断迭代和调整设计变量，寻找最优解。

优化计算的过程需要考虑到变速器的多个性能指标，并进行综合权衡。

第六步：评估优化结果在优化计算完成后，需要对优化结果进行评估。

这可以通过模拟计算、实验验证和对比分析来实现。

评估优化结果的准确性和可行性对于后续的设计和改进至关重要。

第七步：进行优化改进根据评估结果，对优化结果进行改进。

可以通过进一步调整设计变量，重新进行优化计算，以实现更好的性能和效果。

优化改进是一个循环不断的过程，直到满足设计要求为止。

综上所述，变速器的多学科优化设计方法可以通过明确设计目标、建立模型、选择设计变量、制定优化策略、进行优化计算、评估优化结果和进行优化改进等步骤来实现。

电动车变速器壳体结构优化
郑松林;屈金茜;石文山;陈有松;刘晖;徐颖
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2015(37)6
【摘要】按7颗钻流程,针对电动汽车变速器壳体裂纹的产生,进行原因排查、有限元分析和结构优化。

首先,通过7钻排查,找到出现问题的制造环节;然后应用Hyperworks 11.0对优化前变速器壳体进行有限元仿真分析,并证明排查出裂纹原因的正确性;其次,对变速器壳体进行了3方面的结构优化,并对优化后的壳体进行有限元仿真分析,从应力分布云图看出其最高应力得到较大降低,且符合强度要求;最后,在台架试验台上进行了6次试验验证,结果表明,优化后的壳体强度和耐久性达到要求,优化方案切实可行。

故通过7颗钻流程解决裂纹问题的结构优化方法对此类质量问题的处理具有工程实际意义。

【总页数】5页(P1168-1172)
【关键词】电动汽车;变速器壳体结构;7颗钻;有限元分析;强度;耐久性
【作者】郑松林;屈金茜;石文山;陈有松;刘晖;徐颖
【作者单位】上海理工大学机械工程学院;上汽商用车技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】U463.2
【相关文献】
1.特种车型电动车玻璃钢壳体表面涂装效果改善 [J], 罗晖;郭伟杰
2.电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计 [J], 金阳
3.莱茵金属汽车铝制驱动电动机壳体及电动车领域相关产品 [J], ;
4.汽车变速器壳体设计流程探讨 [J], 杨军
5.壳体柔性对电动车减速器振动影响的仿真研究 [J], 冷毅;章桐;于蓬;方源;缪建华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。