宁波美亚特带法兰轴承,LMF80UU,安昂一站式采购平台
分析直线轴承对变速器换挡性能的影响
随着汽车行业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，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。
（二）带直线轴承
直线轴承代替上盖来支撑拨叉轴，带直线轴承的拨叉轴进行受力分析与无直线轴承受力相似，有如下关系：
N1=Fv+G1 （5）
F1推＝Fu+F同＋f1 （6）
随着拨头对导块推力F，推的逐渐增大，直线轴承滚子对拨叉轴的摩擦力f1也逐渐增大，直至滚子做纯滚动，此时F1推＝F1换。此时滚子受到的摩擦力为滚动摩擦力，即f1max=μ1N1
（林，为滚动摩擦系数），带入式（5）可得：
F1max=μ（Fv+G1） （7）
带入式（6）可得：
F1换＝Fu+F同＋μ1（Fv+G1） （8）
（三）对比分析
根据公式（4）和（8），可以得出增加直线轴承前后换挡力的变化值：
△F换＝F换-F1换＝μ（Fv+G-μ1（Fv+G1） （9）
式中：
Fv----自锁弹簧的阻力，为设计时设定；
G、G1----相关零部件的重力；
μ----拨叉轴与上盖的滑动摩擦系数；
μ1----滚子与拨叉轴的滚动摩擦系数。
硬质材料的圆柱或球滚动摩擦系数在5×10-3～5×10-5之间，而滑动摩擦系数在0.1～1之间，因此滚动摩擦力较滑动摩擦力而言可以忽略不计。则（9）式可简化为：
△F换＝μ（Fv+G） （10）
以某变速器2、3挡为例计算△F换，相关零部件包括2、3挡拨叉轴、2、3挡拨叉、自锁钢球、自锁弹簧，由此可算出：
G=mg＝（0.312+0.588+0.004＋0.009）×9.8=8.9N；
Fv=68.5N；
μ=0.15（拨叉轴材料45#，上盖材料ADC12），由此可得：
△F换＝0.15×（68.5+8.9）＝11.6N
