引言
在社会发展下的今天，各种新型技术横空出世，有效促进了社会的经济发展建设。在汽车的构件之中，变速器非常重要，需要对变速器的性能和质量进行充分保证，确保变速器能够与我国的规定标准相符。在设计变速器的过程中，应当对其成本进行有效控制，使变速器的质量得到进一步提高，充分发挥出变速器的作用和价值。在进行变速器的设计时，需要对变速器的材料、体积和重量加以重视，选用较为轻便的材料，以此来缩小变速器的体积，减轻变速器的重量。除此之外，由于变速器比较复杂，具有较高的设计难度，所以，在对其进行设计时，应当选用专业水平较高、设计经验丰富的设计人员进行设计，确保变速器能够符合相关的规定标准。不仅如此，还需要对变速器的设计进行不断的完善，使变速器的精准程度得到进一步提高，从而对变速器的良好性能进行充分保证。
1、汽车机械式变速器的基本状况
在当前时代背景下，自动变速器技术在我国汽车行业中得到了广泛应用，在汽车制造生产过程中的应用已经达到70%，该技术主要是将行星齿轮组和结合液力变速器，从而实现自动变速。但因该技术存在许多问题，比如，零部件过多、维修、保养不便以及无法连续传动等，所以，我国汽车行业针对变速器技术进行了不断的探索，发现CVT变速技术能够运用可变从直径、传动带配合主动轮的方式进行动力传输，使传动比得到了有效改善，如此一来，变速器就可以有效配合发动机，呈现出较好的工作状态，进一步提高了汽车的性能。通过调查显示，当前汽车行业主要采用两种变速器，分别是AT变速器和CVT变速器，两种变速器的各个方面完全不同，AT变速器又被称为自动变速器，主要是运用行星齿轮进行变速，能够根据车速的变化和油门踏板的程度进行自动变速，而车辆驾驶人员只要控制加速踏板对车速进行控制。AT变速器主要由三个部分构成，分别是液力变矩器、行星齿轮以及液压操纵系统，运用液力传递与齿轮组合来实现变速变矩。CVT变速器又被称为无级变速器，与有级变速器的不同在于CVT变速器并没有明确的档位，与自动变速器在操作上有些类似，但因其速比的变化与自动变速器的跳档过程不同，而是连续的，所以，搭载CVT变速器的汽车动力传输持续且顺畅。通过观察发现，CVT变速器的结构相比传统变速器更加简单，体积也相对更小，并没有手动变速器的齿轮副，也没有自动变速器的行星齿轮组，主要是靠主动轮、从动轮和及金属来实现速比的无极变化。从实际情况看来，机械式变速器的发展前景相对较好，运用现代设计方法能够让机械式变速器达到最佳的状态，汽车的性能也能够得到进一步提高，从而为社会人民群众的出行安全进行充分保证。
2、汽车机械式变速器存在问题
首先，车辆的组成和设计通常应基于车身形状、车辆的品牌外观等多种基本参考。其次，由车内不同部件组成的单元系统是否合理，是汽车结构优化过程设计的确认点。最后，汽车动力系统能否为汽车外形提供良好的动力输出。这三个因素是汽车设计过程中需要考虑的关键因素。这也意味着车辆的机械变速器也必须按照上述一般原则设计。目前，国际汽车工业的发展趋势逐步向节能、减排、轻生产、技术方向发展。采用机械传动的优点是改变发动机速度输出的可靠性和柔软性。变速器未来的发展需求也在实现变速的基础上保证了车辆的稳定性。因此，在现代机械工业的设计过程中，必须综合考虑各个机械的零件和机械传动点，在此过程中获得的测量值将影响最终的整体运行效果。然而，从目前情况来看，现有机械变速器的测试过程仍然受到技术水平的限制，不能达到预期的理论要求。同时，零件、车身等方面的设计将限制变速器的设计。
3、变速器齿轮的优化设计
齿轮作为变速器的主要组成部分，齿轮运转能够对变速器功能的发挥起到支撑作用，所以，变速器功能会受到齿轮质量的影响。在设计变速器的过程中，需要齿轮的设计加以重视，合理设置齿轮的齿数和压力角，并运用合理的方式优化齿轮，使齿轮的承载能力得到进一步提升，以此来对变速器的正常运行进行充分保证。在当前时代背景下，需要采用现代化的设计方法分析机械式变速器在设计中存在的不足，然后制定出有效措施进行改善，对齿轮的多方因素进行充分考虑，从而保证机械式变速器齿轮各项参数的合理性。
3.1对齿轮模数及压力角进行合理控制
从实际情况看来，齿轮厚度和齿轮的模数之间存在些许关联，齿轮的厚度会随着齿轮模数的增加或减少而进行变化，所以，在设计过程中需要合理的控制齿轮的模数，确保各个齿轮都具有匹配的模数，使齿轮能够正常的投入使用，进而发挥出机械式变速器的功能。除此之外，为降低制作齿轮的难度，减少加工齿轮的成本，需要让齿轮的模数统一，以免齿轮制作的难度和加工的成本进一步增加。此外，在确定齿轮模块时，将齿轮材料和扭矩传递相结合，仔细计算以确定齿轮模块，并与相关标准一起计算最小中心距离。选择压力角时，必须结合渐开线力方向和运动方向来确定。压力角通常与渐开线上的点和基准圆之间的距离直接相关。
3.2机械式变速器多目标优化设计分析
为了充分改善优化设计的进度，本文主要采用多循环，进一步解决现阶段机械传动离散变量等问题。但是，在实际优化过程中，首先优化了目标函数的最优值，进一步保证了目标函数权重系数的求解，采用统一目标函数优化了不同位置的齿轮传动，实际上得到了优化结果。优化设计后，齿轮方向模块和齿轮值都减小了。这意味着在这个多目标优化设计中设置的各种参数是完全合理的。但机械齿轮优化后，体积逐渐减小，车辆传动能保证足够的可靠性。此外，该设计有效平衡了机械传动可靠性与轻量化之间的设计矛盾，彻底改善了原齿轮中心距的变化问题，保证了行驶车辆的安全，默默地延长了车辆的使用寿命，有利于未来汽车工业的持续健康发展。通过优化设计数据与现有数据的比较，多目标可靠性优化设计表明，机械变速器与车辆系统的匹配性得到改善，变速器体积减少，变速器系统应用过程的实用性得到了很大提高。
结束语
综上所述，在当前时代背景下，各种新型技术横空出世，许多现代化的设计方法被广泛应用在汽车行业之中。在设计机械式变速器时，运用现代化的设计方法能够使变速器的性能得到进一步提高，经过仔细计算之后，还可以在一定程度上减少变速器成本，充分体现出变速器的优势，从而保证社会人民群众的出行安全，推动汽车行业良好的发展。
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