一、背景描述
    随着整车市场的竞争日益激烈，汽车操纵的柔顺性和舒适性越来越受到重视，变速器的换挡性能直接影响用户的体验和产品的口碑。目前，机械变速器产品换挡方面常见的故障主要有：换挡沉重、卡滞、无法换挡等。故障原因之一是由于普通拨叉轴座孔支撑，需要克服的拨叉轴与座孔之间的滑动摩擦力，在拨叉轴受较大弯矩而变形后，换挡异常沉重，情况严重时会拉伤拨叉轴甚至致使其断裂。拨叉轴增加直线轴承支撑后，前述的几种故障会有明显减少。少数高端变速器产品已经增加直线轴承，但缺乏直线轴承对换挡性能影响的研究分析。
    二、理论分析
    变速器换挡时受到的阻力来自拨叉轴。在换挡过程中，如果考虑同步器接合齿圈对拨叉轴阻力形成的弯矩，拨叉轴的受力情况会复杂很多。所以需要对拨叉轴受力情况进行简化，在不考虑弯矩的影响下，研究有无直线轴承对换挡力的影响。
    （一）无直线轴承
    对无直线轴承的拨叉轴进行受力分析，如图1，根据力学原理有：

    N=Fv+G          （1）
    F推＝Fu+F同＋f   （2）
      式中：
    N----上盖对拨叉轴的支撑力；
    Fv----F锁的垂直分力，数值上等于自锁弹簧的阻力；
    Fu----F锁的水平分力；
    G----相关零部件的重力；
    F同----同步器滑套的阻力；
    f----上盖对拨叉轴的摩擦力；
    F推----拨头对导块的推力。
    随着拨头对导块推力F推的逐渐增大，上盖对拨叉轴的摩擦力f也逐渐达到最大静摩擦力，此时的F推即是转换到拨头上的换挡力（以下简称换挡力），即有F推=F换。最大静摩擦力fmax=μN （μ为滑动摩擦系数），带入式（1）可得：
    Fmax=μFv+G）（3）带入式（2）可得：
    F换＝Fu+F同＋μ（Fv+G）        （4）

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