變速器設(shè)計(jì)中的材料選擇有什么講究？

變速器設(shè)計(jì)中的材料選擇很有講究。

齒輪方面，常用合金鋼和鋼鐵，合金鋼強(qiáng)度高、耐磨，適用于賽車等高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速場(chǎng)景，家用車多采用成本低、制造工藝簡單的鋼鐵。

軸承通常采用特殊合金鋼和鋼鐵，特殊合金鋼適用于高性能和商用車輛的高速旋轉(zhuǎn)、高溫環(huán)境，普通家用車多使用鋼鐵材質(zhì)，耐久性和穩(wěn)定性不錯(cuò)。

殼體常見鑄鐵和鋁合金，鑄鐵強(qiáng)度高、耐磨，用于重型商用車輛，鋁合金更輕便，適用于高性能和輕型汽車，能提升燃油經(jīng)濟(jì)性和操控性。

離合器常用碳纖維和摩擦材料，碳纖維性能出色但成本高，適用于高性能汽車，摩擦材料的離合器在家用車中常見，耐久性和穩(wěn)定性好。

對(duì)于家用車，鋼鐵材質(zhì)的齒輪、鋼鐵軸承、鋁合金殼體以及摩擦材料的離合器通常經(jīng)濟(jì)實(shí)用且性能可靠。對(duì)于高性能和商用車輛，會(huì)更多采用合金鋼、特殊合金鋼等高性能材質(zhì)。

變速器齒輪常用材料為鍛鋼，根據(jù)齒面硬度分為軟齒面和硬齒面。齒面硬度低于 350 時(shí)為軟齒面，工藝過程為鍛造毛坯、正火、粗車、調(diào)質(zhì)、精加工，常用材料有 45 號(hào)鋼、35SiMn 等，綜合性能較好。齒面硬度高于 350 時(shí)為硬齒面，采用中碳鋼時(shí)工藝為鍛造毛坯、常化、粗切、調(diào)質(zhì)、精切、高中頻淬火、低溫回火、珩齒或研磨劑跑合等，常用材料有 45、40Cr 等，齒面硬度高，承載能力較高。采用低碳鋼時(shí)工藝為鍛造毛坯、常化、粗切、調(diào)質(zhì)、精切、滲碳淬火、低溫回火、磨齒，常用材料有 20Cr 等，適合高速、重載等場(chǎng)合。

齒輪工作條件不同，輪齒破壞形式不同，確定齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則和選擇材料及熱處理時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況。受沖擊載荷時(shí)，輪齒易折斷，應(yīng)選韌性好的材料，如低碳鋼滲碳淬火。高速閉式傳動(dòng)，齒面易點(diǎn)蝕，應(yīng)選齒面硬度好的材料，如中碳鋼表面淬火。低速中載時(shí)，輪齒折斷、點(diǎn)蝕、磨損都可能發(fā)生，應(yīng)選綜合機(jī)械性能好的材料，如中碳鋼調(diào)質(zhì)精切。

汽車變速器還會(huì)用到鐵素體馬氏體鋼、鋁合金、銅、陶瓷、塑料等材料。其中鋁合金輕質(zhì)耐腐蝕，能減輕重量提高燃油效率。銅用于提高導(dǎo)熱性和抗磨損性。陶瓷用于高性能汽車提高耐用性和效率。塑料用于制造殼體和蓋子需輕質(zhì)、耐沖擊和耐腐蝕，如 ABS 塑料。

此外，變速器中的油也很重要，常用礦物油、半合成油和全合成油。選擇 PPS 材料制作變速器離合器零部件能適應(yīng)惡劣環(huán)境，延長使用壽命，其剛性和耐磨性與金屬媲美，能提高傳動(dòng)效率和換擋平順性，且順應(yīng)未來發(fā)展趨勢(shì)，注重環(huán)保和可持續(xù)性，能為駕駛者提供更好的駕駛體驗(yàn)。