郑容元,张飘飘,孙真真,冀荣丽,韩涛

• 1:郑州财经学院
• 2:河南省智能冷链物流装备制造工程技术研究中心

摘要(Abstract)：

变速器是汽车传动系统的核心部件之一，壳体是变速器的重要组成原件，其性能直接影响汽车的动力传递效率、可靠性和舒适性。对变速器壳体轻量化设计、可靠性分析、铸造工艺以及振动噪声控制方面的研究成果进行综述。优化变速器壳体的结构可以降低质量、提高耐久性，增加壳体刚度可以抑制辐射噪声。通过仿真技术优化加强筋、变截面设计、改变壳体厚度，可大幅降低设计难度，对新材料的探索也将成为研究热点。优化铸造工艺参数可缩短生产周期，提高铸造质量。但最佳工艺参数仍需探索，未来铸造工艺与智能制造技术的结合值得深入研究。

关键词(KeyWords)： 变速器壳体;轻量化设计;疲劳分析;铸造工艺;振动噪声

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 2025年河南省民办高校特色发展项目（车辆工程专业）;; 河南省科技攻关项目（252102220045）

作者(Author): 郑容元,张飘飘,孙真真,冀荣丽,韩涛

DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20250258

参考文献(References)：

• [1]陈亮,吴仕赋.壳体截面形状结构对变速器轻量化影响的研究[J].机械设计与制造, 2025(5):182-185+193.
• [2]AMARAL D R, ICHCHOU M N, KO??AKOWSKI P, et al.Lightweight Gearbox Housing with Enhanced VibroAcoustic Behavior through the Use of Locally Resonant Metamaterials[J]. Applied Acoustics, 2023, 210(2023):109435-109459.
• [3]HE B, MA M Y, LIU L, et al. Variable Stiffness-Based Vibration Prediction for Full Coupling Model of Gearbox[J].Journal of Sound and Vibration, 2023, 566.
• [4]郑阳阳.纯电动汽车变速器壳体辐射噪声预测与优化研究[D].天津:河北工业大学, 2020.
• [5]张庆,李洪彪,周洽,等.电动车变速器箱体拓扑优化设计[J].机械传动, 2017, 41(6):75-79.
• [6]张楠,孙章栋,任爱华,等.基于拓扑优化的电动汽车变速器箱体轻量化设计[J].湖北汽车工业学院学报,2020, 34(4):16-19.
• [7]J??GER S, LINDE T. Design and Cost Evaluation of Additively Manufactured Electric Vehicle Gearbox Housings[J].World Electric Vehicle Journal, 2025, 16(10):552-567.
• [8]梅超,褚超美,缪国.基于折衷规划的汽车变速器壳体拓扑优化方法研究[J].机械设计与制造, 2016(8):58-60+64.
• [9]沈保山,张美娟,钟兵,等.电动汽车用新型AMT变速器箱体轻量化设计[J].机械设计与研究, 2023, 39(6):240-244.
• [10]周云山,吴云兵,傅兵.纯电动汽车两挡变速器壳体强度分析与改进[J].计算机仿真, 2015, 32(1):179-183.
• [11]鲍马飞,杜力.基于ANSYS脉动式无级变速器箱体结构优化设计[J].重庆理工大学学报（自然科学）, 2018,32(6):66-72.
• [12]邓国红,李玉,杨鄂川,等.重型汽车变速器箱体结构强度及疲劳分析[J].重庆理工大学学报（自然科学）,2016, 30(2):12-16.
• [13]范伶松,任爱华,戢玉莹,等.某新能源汽车变速器箱体强度分析[J].湖北汽车工业学院学报, 2019, 33(3):21-23.
• [14]宗邦飞,褚超美,黄永辉,等.汽车变速器壳体振动频率响应特性方法研究[J].机械强度, 2019, 41(1):244-249.
• [15]SON G H, CHO S J, PARK Y J. Rib Design for Improving the Local Stiffness of Gearbox Housing for Agricultural Electric Vehicles[J]. Applied Sciences, 2019, 9(21):4571-4584.
• [16]谭辉,褚超美,梅超,等.汽车变速器壳体频率响应特性仿真分析研究[J].农业装备与车辆工程, 2016, 54(12):51-54.
• [17]周云山,金红光.多种动载荷激励下变速器箱体的动态响应分析[J].机械传动, 2015, 39(8):122-125.
• [18]孟凡龙,马维金,张纪平,等.汽车变速器壳体动态特性分析研究[J].机械传动, 2016, 40(3):98-101.
• [19]WEIS P, KU??ERA??, PECH????P, et al. Modal Analysis of Gearbox Housing with Applied Load[J]. Procedia Engineering, 2017, 192:953-958.
• [20]杨啟梁,任波,李瑾宁,等.某重型变速器壳体的结构动力学优化[J].机械设计与制造, 2020(11):90-93.
• [21]KUMAR A, PATIL P P. FEA Simulation and RSM Based Parametric Optimisation of Vibrating Transmission Gearbox Housing[J]. Perspectives in Science, 2016, 8(C):388-391.
• [22]徐海港,张建武,林连华,等.基于ANSYS的电动汽车2AMT壳体强度与模态分析[J].山东科学, 2021, 34(1):72-81.
• [23]朱学武,康一坡,闫博,等.基于断裂伸长率的变速器壳体断裂极限扭矩预测[J].汽车技术, 2022(12):29-34.
• [24]郑松林,屈金茜,石文山,等.电动车变速器壳体结构优化[J].机械强度, 2015, 37(6):1168-1172.
• [25]王其荣,李克.发动机变速器壳体裂纹失效分析[J].金属加工（热加工）, 2017(9):44-45.
• [26]陈海燕,谷鹏,邱放.汽车变速器壳体镁合金Mg-ZnEr-X的铸态组织与性能研究[J].热加工工艺, 2015, 44(16):59-61.
• [27]白云.工艺参数对汽车变速器箱体低压铸造质量的影响[J].热加工工艺, 2019, 48(15):69-71+77.
• [28]范寅生,李亨,鲁超,等.变速器主壳体高压铸造工艺中压射高低速切换点优化[J].特种铸造及有色合金,2024, 44(1):130-134.
• [29]范寅生. 9AT铝合金变速器主壳体压铸工艺设计及优化[D].合肥:合肥工业大学, 2023.
• [30]HUANG M Y, ZHOU Q, WANG J Y, et al. Die Casting Die Design and Process Optimization of Aluminum Alloy Gearbox Shell[J]. Materials, 2021, 14(14).
• [31]朱洪军,侯丽彬.局部挤压技术在MQ200变速器壳体上的应用[J].铸造, 2020, 69(6):602-605.
• [32]刘高峰,张维江,杨波.客车变速器壳体消失模铝合金铸造工艺研究[J].铸造技术, 2020, 41(8):761-763.
• [33]吴跃翔,苏小平.铝合金变速器壳体压铸工艺设计及优化[J].铸造, 2021, 70(3):311-315.
• [34]柯春松,唐杰,庄舰,等.八挡自动变速器主壳体压铸工艺优化[J].铸造, 2022, 71(8):997-1004.
• [35]崔少朋,李朝兴,苏文平.局部挤压在压铸铝合金变速器壳体上的应用[J].特种铸造及有色合金, 2022, 42(10):1312-1314.
• [36]徐卫权,张露青,李永祥,等.改善汽车变速器壳体端面波纹度的优化路径分析[J].科学技术与工程, 2020,20(1):258-264.
• [37]万晓萌,张笑,王晔,等.大型复杂铝合金变速箱壳体压铸模设计[J].特种铸造及有色合金, 2020, 40(8):854-856.
• [38]郝鹏磊,王飞,马洪,等.变速器和离合器壳体压铸喷涂工艺研究[J].热处理技术与装备, 2023, 44(3):19-23.
• [39]陈瑛. PHD-26变速器壳体铸件结构的改进[J].铸造技术, 2016, 37(1):183-185.
• [40]YANG X Y, HOU X J, WANG Y Y, et al. Design of the Blow-Drying Device for Gearbox Housing Based on Stm32 Microcomputer[J]. Journal of Physics:Conference Series, 2021, 1885(5).
• [41]臧孟炎,孟宁,褚淑敏,等.变速工况下某变速器壳体的动态响应分析[J].华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(8):1-6.
• [42]王毅,陈勇,代青林,等.纯电动汽车两挡自动变速器壳体振动特性研究[J].机械传动, 2023, 47(9):81-88.
• [43]时松青,徐传燕,慈长凯,等.附加质量对变速器壳体模态的影响[J].山东交通学院学报, 2024, 32(1):1-6.
• [44]宗邦飞,褚超美,缪国.基于振动传递函数的变速器壳体振动特性分析[J].农业装备与车辆工程, 2017, 55(4):43-46+52.
• [45]郑光泽,刘子谦,冯楠.变速器壳体模态识别与优化研究[J].重庆理工大学学报(自然科学), 2016, 30(1):15-19.
• [46]高超,赵志专,舒元林,等.电动汽车变速器壳体振动与辐射噪声的研究[J].机械传动, 2017, 41(9):155-158+193.
• [47]宗邦飞,褚超美,黄晨,等.汽车变速器壳体声学贡献量分析方法研究[J].机械强度, 2019, 41(2):493-498.
• [48]QI L, ZHOU J X, JIN P C, et al. Low Noise Optimization of Two-Stage Gearbox Housing Structure Based on Acoustic Contribution Analysis and Topology Optimization[J]. Journal of Mechanical Science and Technology,2023, 37(9):4533-4544.
• [49]KIM B S, HAN H W, CHUNG W J, et al.Optimization of Gearbox Housing Shape for Agricultural UTV Using Structural-Acoustic Coupled Analysis[J]. Scientific Reports, 2024, 14(1):4145-4161.
• [50]余磊,孙章栋,张楠,等.某变速器箱体噪声传递函数分析[J].湖北汽车工业学院学报, 2022, 36(3):5-8.
• [51]OKDA S, NAMPALLY S R, FONTANA M, et al.Active Vibration Control of Gearbox Housing Using Inertial Mass Actuators[J]. Smart Materials and Structures, 2024,33(9).