手动变速器换挡操作机构频响分析
AMT换档过程的噪声分析
AMT换档过程的噪声分析摘要：本文以AMT为研究对象，旨在找出换档过程对换档噪声的影响。
AMT是在原手动变速器和干式离合器的基础上实现换档过程自动化的。
在其换档过程中，对噪声产生影响的主要是由于发动机和变速箱工况参数的变化而引起的换档噪声。
其中，发动机是汽车噪声的主要来源，主要包括：燃烧噪声、机械噪声、进气噪声、排气噪声以及风扇噪声等。
虽然排气噪声和进气噪声是发动机最大最主要的噪声源，但是对于本文所要研究的换档过程中的噪声而言，应该着重研究由于发动机转速与扭矩的改变而引起的机械噪声的变化。
变速箱噪声形成的原因，一般认为有以下几个方面：啮合刚度的变化和传动误差、轮齿的啮合冲击、摩擦力而产生的节点冲击以及变速箱箱体的振动。
在AMT换档过程中，由于传动比发生改变，传动齿轮啮合情况也随之发生变化，导致齿轮啮合刚度发生变化，其所承受的载荷也随之发生变化，产生周期性的冲击也发生了变化，从而导致了齿轮系统振动和噪声的改变。
本文就换挡过程进行分析，提出了噪声的几种形式，为实际换挡提供了理论依据。
关键词：换档品质；噪声源；噪声分析；齿轮啮合1.1 换档品质的定义及研究意义传统的换档品质是指在保证车辆动力性与动力传动系统寿命的前提下，能够迅速而平稳换挡的程度[1]。
而随着现代汽车工业的发展和车辆整体性能的不断提高，换档品质的内容越来越丰富，人们对换档品质的要求也越来越高。
单从平顺性角度出发去研究、解决提高换档品质的问题，已经不适应全面提高换档品质综合水平的时代要求了。
现代意义上换档品质的研究内容主要包括：由于传动比改变引起的换档冲击、转速波动及振动产生的换档噪声等乘坐舒适性指标；考虑能源及环保问题的换档燃油经济性和排放指标；由于换档尖峰载荷对动力传动系统零部件造成影响的使用寿命指标；换档过程响应速度及对驾驶员驾驶意图满足程度的智能化可操纵性指标[2]。
合理地定义换挡品质评价指标，科学地分析不同自动变速系统中各指标相互间的关系及其影响因素，构建换挡品质动态综合评价体系，为动力传动系统匹配标定技术及产品性能的客观评价奠定理论基础，是关于换挡品质评价研究的目的。
汽车手动变速器异响与漏油故障的诊断与排除
汽车手动变速器异响与漏油故障的诊断与排除作者：魏岸若吴敏来源：《商情》2016年第48期【摘要】汽车手动变速器异响与漏油是常见的故障之一，本文将对汽车手动变速器异响与漏油故障的诊断与排除过程进行阐述。
【关键词】手动变速器异响漏油故障一、手动变速器异响1．故障现象变速器异响主要有变速器齿轮的啮合声、轴承的运转声等。
一般若在各挡都有连续响声，为轴承损坏；某挡位有连续、较尖细的响声，为该挡齿轮响声；挂上某挡时有断续、沉闷的冲击声，为该挡个别齿轮折断；停车时踩下离合器踏板不响，松开离合器踏板发响，为常啮合齿轮响。
2．故障原因:（1）变速器缺油或油质变坏。
（2）轴承磨损松旷或损坏。
（3）齿轮啮合间隙过小或齿轮磨损过度，啮合间隙过大。
（4）齿轮齿面金属剥落、轮齿断裂或修理后装配错位。
（5）花键孔与花键槽磨损严重，配合松旷。
（6）输入轴、输出轴扭曲变形。
（7）同步器弹簧失效、锁块脱落。
（8）变速杆下端面与拨叉导块凹槽之间磨损松旷。
（9）变速叉变形或变速叉固定螺钉松动。
（10）变速器安装定位不准、装配松动或操纵机构连接部位松动。
3．故障诊断与排除（1）若汽车以任何挡位、任何车速行驶，变速器均有金属干摩擦声，用手摸变速器外壳有烫手的感觉，应检查油质和油量，视情况添加或更换润滑油。
（2）发动机怠速运转时，若变速器空挡有异响，而踏下离合器踏板后响声消失，则应拆下变速器，检查第一轴后轴承和常啮合齿轮，如图1所示。
对严重磨损或损坏的零部件，应予以修理或更换。
（3）汽车在起步或在换挡过程踏离合器踏板的瞬间，变速器发出强烈的金属摩擦声，而在离合器完全接合后响声消失，应检查变速器第一轴前轴承是否磨损松旷或损坏，如图2所示。
如磨损松旷或损坏，应予以更换。
（4）若空挡滑行时无异响，当挂入某一挡位起步，或在某一挡位变速或匀速行驶时产生异响，应检查该挡位齿轮或花键的啮合是否磨损松旷甚至损坏，或存在啮合间隙过小的情况。
必要时进行修理或更换。
手动变速器异响的故障如何诊断与排除
（1）故障现象。
变速器异响是指变速器工作时发出的不正常的响声。
（2）故障原因。
①齿轮异响。
齿轮磨损过甚变薄，间隙过大，运转中有冲击；齿面啮合不良，如修理时没有成对更换齿轮。
新、旧齿轮搭配不当，齿轮不能正确啮合；齿面有金属疲劳剥落或个别齿损坏折断；齿轮与轴上的花键配合松旷，或齿轮的轴向间隙过大；轴弯曲或轴承松旷引起齿轮啮合间隙改变。
②轴承响。
轴承磨损严重；轴承内（外）座圈与颈项（孔）配合松动；轴承滚珠碎裂或有烧蚀麻点。
③其他原因发响。
如变速器内缺油，润滑油过稀、过稠或质量变坏；变速器内掉入异物；某些紧固螺栓松动；里程表软轴或里程表齿轮发响等；
（3）故障诊断与排除。
①变速器发出金属干摩擦声，即为缺油和油的质量不好。
应加油和检查油的质量，必要时更换。
②行驶时换入挡若响声明显，即为该挡齿轮轮齿磨损；若发生周期性的响声，则为个别齿轮坏。
③空挡时响，而踏下离合器踏板后响声消失，一般为一轴前、后轴承或常啮合齿轮响；如换入任何挡都响，多为二轴后轴承响。
④变速器工作时发生突然撞击声，多为齿轮断裂，应及时拆下变速器盖检查，以防机件损坏。
⑤行驶时，变速器只有在换入某挡时齿轮发响，在上述情况完好的前提下，应检查啮合齿轮是否搭配不当，必要时应重新装配一对新齿轮。
此外，也可能是同步器齿轮磨损或损坏，
应视情况修复或更换。
⑥换挡时齿轮相互撞击而发响，则可能是离合器不能分离或离合器踏板行程不正确、同步器损坏、怠速过大、变速杆调整不当或导向衬套紧等。
遇到这种情况，先检查离合器能否分离，再分别调整怠速或变速杆位置，检查导向衬套与分离轴承配合的松紧度。
朱明zhubob-汽车底盘检修浅谈手动变速器异响
主讲：朱明高级经济师、高级工程师、高级技师高级国家职业技能考评员高级技能专业教师浅谈手动变速器异响[内容摘要]变速器的主要功能就是改变由发动机输送至驱动车轮上的扭矩并扩大转速变化范围，从而适应各种行驶条件的需要。
因此变速器内部的各种零件，在工作时，需承受各种工况下的负荷，在长期使用中，各种零件容量产生磨损，变形或破裂，导至零件间配合失常，引发一系列的故障；如发出异常响声，自行跳出档位等。
本文结合作者遇到的实际问题主要谈及变速器出现不正常的响声的现象和原因。
[关键词]手动变速器异响诊断排除一、引言变速器内不正常的响声，主要由于轴承磨损松旷和齿轮间的间隙配合不当而引起的噪音。
变速器轴承经常在高速、重载条件下工作，并承受很大的交变负荷，因此，滚动体与滚道会发生磨损，疲劳剥落，烧蚀等现象；轴承的轴向间隙与径向间隙增大，使滚道体与滚道之间发出撞击发生噪音。
齿轮正常啮合问隙和啮合印痕的破坏，是引起齿轮不正常响声的主要原因。
齿轮在转动的过程中，齿轮从齿顶到齿根存在滚动和滑动摩擦，齿面间的磨损是不可避免的。
由于齿轮的磨损，引起啮合间隙增大。
车辆在行驶中，如起步，油门与车速发生变化时，齿轮间会互相撞击发出响声，这种响声如不严重，可继续使用，严重时可拆开变速器盖进行检查，若啮合间隙超过允许极限时，应予以更换。
(CA1091型车变速器运转齿轮啮合间隙0.15～0.50mm；使用极限0.80mm 啮合齿轮的啮合间隙0.10～0.15 mm，使用极限0.60mm。
二、故障原因分析、诊断与排除齿轮在装配时若牙齿碰伤，破伤部位周围突起，在传动中引起巨大的冲击负荷，造成牙齿断裂或破碎；轴承松旷，轴的变形或花键磨损及齿轮制造上的缺陷等，均会使齿轮啮合间隙发生变化，啮合印痕不良，使转动不平稳，而引起不正常的噪声，这种噪声大至可分为以下两种。
（一）空挡时发响现象：发动机怠速运转，变速器处于空挡位置时，有异常响声，踏下离合踏板时，响声消失。
浅谈手动变速器噪音的判断与维修
浅谈手动变速器噪音的判断与维修前言众所周知，在车辆的维修中手动变速器的维修是比较常见和简单的。
在手动变速器维修中又以各类的噪音故障最为常见，无外乎是轴承、齿轮损伤后发出的响声，一般情况下都是采用解体变速器，对零件进行清洁、鉴定，更换受损零件的方法予以解决。
然而在实际工作中经常出现一些怪现象，明明判定是变速器发出的噪声，拆枪后却发现变速器内的零件没有明显的损伤。
即便是更换部分可疑的零件，装复试车后仍没有明显的好转。
出现这样的问题，往往让维修人员—筹莫展，连续的拆装、解体、试车，甚至更换变速器总成也不能排除噪声。
下面笔者以上海大众桑塔纳3000型轿车所配置的五档手动变速器2P为例，就变速器噪音的判断与维修谈一点实际工作中的体会。
一、桑塔纳3000型变速器的特点桑塔纳3000型轿车选装的是型号为2P的五档于动变速器，五前进档全部采用同步器结构，换档轻便灵活，避免了换档噪音，一二档同步器运用三锥面设计，更使换档作用力减少30-40％。
换档机构采用互锁、白锁装置，避免错档、乱档现象。
壳体镁合余材料，降低了重量。
主减速器和差速器与变速器合二为一，使整车结构更加紧凑，主减速器齿轮采用喷丸处理，提高了表面承载能力。
同时采用研磨配对工艺，使高速运转时更加平稳、安静。
变速器与整车同寿命设计，无须保养及更换齿轮油(SAE75W-90iAPI／GL-5)。
各档位传动比如下表：档位传动比主传动比．．．．．．．．．．．37：9=4．1111档．．．．．．．．．．．．．．38：11=3．4552档．．．．．．．．．．．．．．35：18=1．9443档．．．．．．．．．．．．．．36：28=1．2864档．．．．．．．．．．．．．．31：32=0．9695档．．．．．．．．．．．．．．28：35=0．800倒档．．．．．．．．．．．．．．38：12=3．167二、2P变速器的主要噪音表现1、怠速时的“嗒嗒”声从笔者维修的2P变速器中，反映发动机怠速空档时变速器发出“嗒嗒”响声的情况占大多数(部分车号见下表)。
手动变速器检修
一、变速器常见故障与诊断1、变速器异响1）空档发响（1）现象：发动机低速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器板时响声消失。
（2）原因：①变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心，或变速器壳变形。
②第二轴前轴承磨损、污垢、起毛。
③变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮牙齿破裂。
④常啮齿轮未成对更换，啮合不良。
⑤轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大。
⑥ 拔叉与接合套间隙过大。
2）挂挡后发响（1）现象变速器挂入档位后发响,且车速越高声响越大。
.（2）原因①轴的弯曲变形，花键与滑动齿轮毂配合松旷。
②齿轮啮合不当，轴承松旷。
③操纵机构各连接处松动，拨叉变形。
2、变速器跳档（1）现象变速器自动跳回空档。
（2）原因①齿轮齿长方向磨成锥形。
②自锁装置失效③轴、轴承磨损松旷。
④操纵机构变形松旷，使齿轮在齿长方向啮合不足。
3、挂挡困难（1）现象不能顺利挂入档位（2）原因①拨叉轴变形。
②自锁和互锁装置卡滞③变速杆损坏④同步器耗损或有缺陷⑤变速轴弯曲或花键损坏4、变速器乱档（1）现象所挂挡位于所需档位不符，或一次挂入两个档（2）原因①换档杆预拨块间磨损。
②互锁装置失效5、变速器发热（1）现象汽车行驶一段路后，用手摸变速器，有烫手感觉。
（2）原因①轴承过紧。
②齿轮啮合间隙过小。
③润滑不良。
6、变速器漏油原因①密封垫损坏。
②紧固螺栓松动。
③变速器壳破裂。
二、变速器零件的检修1、齿轮与花键的检修常见损伤：磨损、齿面疲劳脱落及斑点、轮齿断裂及破碎。
检修：齿面小斑点可用油石修磨，损伤严重应更换；齿轮端面磨损长度超过齿长的 15％应更换；啮合面应在齿高中部，接触面积应大于齿轮工作面的 60 ％；各部分间隙应符合规定。
2、轴的检修常见损伤：磨损、变形、破裂。
检修：用百分表测量弯曲变形，超标更换；用千分尺检查轴颈磨损程度，超标可焊修、镀铬或更换；轴上定位凹槽磨损、轴齿、花键齿损伤超标应更换。
3、同步器检修1）锁环式同步器的检修常见损伤：各部分的磨损。
中职《汽车底盘构造与维修》课程教学中“手动变速器异响”的原因及故障分析
汽车手动变速器在使用过程中，特别是使用时间久了以后，难免会出现一些异响。
而引起异响的原因有很多种，有些原因还很复杂。
本文主要从相关零部件的工作原理上，分析中职《汽车底盘构造与维修》课程教学中手动变速器异响的原因及故障。
1 教学中变速器异响故障现象及分类1.1故障现象变速器在工作时发生异响，主要是由于轴承磨损松旷、齿轮间不正常啮合、变速器掉入异物或杂物及有螺栓松动而引起的响声。
1.2故障分类1.2.1变速器置空档后有异响启动车辆后变速器有异响，踩下离合器踏板后异响消失，离合器处于半接合状态时有摩擦声，说明输入轴前球轴承有异常，也可能后球轴承有异常。
1.2.2变速器换档后有异响当变速器换入某个挡位后，就会出现噪声，该故障是齿轮在相互啮合时有撞击现象。
当车速大于30 km/h，发出异响，且随着汽车的加速响声变大。
当滑行或低速时，响声减少或消失。
2 教学中变速器异响的原因分析及诊断排除排除变速器异响时，要根据异常响声的特点、频率、大小及出现异常响声的实际情况判断产生异常响声的原因。
2.1变速器空挡（怠速运转）异响在安装变速器时，曲轴跟变速器的第一轴轴线不同心；轴承缺润滑油、润滑油变质、松旷、齿轮的表面磨损剥落；差速器的齿轮有磨损现象并发出有规律的异响。
个别齿轮出现破裂现象，会发出有规律有间隙的撞击声；在修理齿轮时，没有成对更换齿轮，啮合不正常；换了新的轴承后，齿面啮合的位置发生改变；更换轴承时压力不均匀。
2.2变速器换档后异响行驶时有金属摩擦的声音，这种情况下的异常响声是由于缺少润滑油或润滑油变质而引起的，应根据相应的情况添加润滑油或进行更换。
当车辆处于低速时，出现无节奏的“嘎嘟”响声。
而在车速变快时，变成杂乱的齿轮撞击声，而且在换挡时也出现声响。
这种情况很有可能是由于变速器内的齿轮啮合不良引起的。
若发出的响声轻微且比较均匀，可以继续磨合使用。
若是发出的响声比较严重且不均匀，应该拆下来进行检查，根据其情况进行更换或重新调整。
手动6速变速箱异响,1 2 3档倒档刺啦刺啦响
手动6速变速箱异响，1/2/3档/倒档刺啦刺啦响，踩离合也响，空档离合踩到底不响汽车挂挡有异响的原因：1、离合器分离不清。
2、挂档杆松动（连接胶套松动）。
3、波箱内部故障（同步器故障）等，都会引起挂档异响，有时异响是正常的，比如踩离合不到底或车没停下来就挂倒档等引起的异响是属正常的。
汽车在挂挡时出现异响，需要在挂档时从声音判断异响来自什么地方。
如果挂档时声音较小，从挂档杆附近传来是挂档机构响。
如果挂档是咔咔的声音，则是由于变速箱变速箱齿轮冲击故障引起。
变速器换挡时嗤嗤异响每次换挡时都嗤嗤异响，就像离合器没有踩到底一样，其实已经踩到底了，而且每个挡位都是如此，但熄火时不响！出现这种情况的原因很明显离合器离合器确实没有彻底分离。
解决方法：调整离合器踏板、调整离合器分泵推，如果还是没有效果，建议更换压盘。
手动变速器异响的原因判断和维修措施手动变速器异响的原因判断和维修措施怠速手动变速器异响如果汽车怠速时或行驶过程中，在驾驶室听到变速器部位有异响。
其可能原因是：变速器油缺少或油质变坏；变速器轴承磨损、松旷或轴承损坏；变速器轴弯曲；齿轮啮合不正常，啮合间隙过大或过小；齿轮齿面金属剥落，齿牙断裂或修理装配错位；变速杆勹变速拨叉凹槽松旷。
手动变速器异响的原因判断和维修措施手动变速器异响的原因判断和维修措施相应的处理措施为：汽车行驶中有金属干摩擦声，用手摸变速器外壳有烫手的感觉，这是由于缺少润滑油或润滑油变质而引起的响声，应加油或检查油质，必要时更换。
空挡时手动变速器有异响空挡时有异响，踏下离合器踏板后声音消除，一般为变速器一轴前后轴承磨损、松旷或常啮合齿轮响，如换入任何扪位都响，多为第二轴后轴承响，对于严重松旷或损坏的轴承，应进行修理或更换。
低速行驶手动变速器异响车辆低速行驶时出现手动变速器异响，无节奏的“嗔啦、嘎啦、嘎啦”的噪音，而在车速增加时变为较杂乱的齿轮撞七声且挂档也响，可能是由于变速器内齿轮啮合不良引起的，如响声轻微且较均匀，可继续磨合使用，如较严重且不均匀时，应拆下检查，必要时应重新调整或予以更换。
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Jinlian Wei1, Danhua Chen1, Tie Xu1, Congcong Xu2, Jiabin Zhong2, Haijun Wang1* 1SAIC General Motors Wuling Automobile Co., Ltd., Technology Center, Liuzhou Guangxi 2South China University of Technology, College of Mechanical and Automotive Engineering, Guangzhou Guangdong
DOI: 10.12677/met.2019.83030
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机械工程与技术
韦进镰 等
器壳体及其附属部件。在进行选挡操作时，驾驶人左右移动变速杆，变速杆通过联动板的连接带动选挡 拉索移动，完成选挡工作；接着进行换挡操作时，驾驶人前后移动变速杆，变速杆通过球头销的连接带 动换挡拉索移动，完成换挡工作。
收稿日期：2019年5月23日；录用日期：2019年6月7日；发布日期：2019年6月14日
*通讯作者。
文章引用: 韦进镰, 陈丹华, 徐铁, 徐聪聪, 钟佳彬, 王海军. 手动变速器换挡操作机构频响分析[J]. 机械工程与技术, 2019, 8(3): 238-246. DOI: 10.12677/mSTRAN，模态分析，频率响应分析
Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
Open Access
1. 引言
换挡性能不仅能影响车辆的操作品质和性能，也是整车厂操控系统集成功能的重要指标。用户实践 反馈表明汽车动态换挡性能是驾驶舒适性的重要指标之一[1]。
二次冲击是换挡过程中产生的第二个冲击，即第二个力峰值[2]。这是一种常见的动态换挡性能问题， 越来越多的用户识别到此问题并开始抱怨。对此，国内一些高校或研究机构做了大量研究。刘荔斌等分 析了二次冲击产生的机理，提出了非对称齿结构并通过试验验证了该改善策略的有效性[3]；运用 ADAMS 软件进行动态仿真，获得花键齿端最佳设计参数组合，从而降低二次冲击力峰值[4]。利用 GSA 系统进行 换挡性能测试，通过改进变速箱换挡结构及相关参数，优化变速箱换挡性能[5]；以软轴式换挡操纵系统 为研究对象，利用 ANSYS 有限元软件进行分析，得到应力和应变分布情况，对设计过程具有一定的参 考价值[6]。为了改善同步器换挡锁止性能，研究还将同步器在性能试验台上对某变速器进行了换挡性能 试验，测得换挡力、换挡位移、变速器输入和输出转速等试验数据，提高了综合性能[7]；研究还通过仿 真的方法，运用 UG 和 ADAMS 建立同步器动态仿真虚拟样机，得到同步器主要参数对同步器换挡同步 时间的影响主次关系，为研究换挡性能参数提供参考[8]；对某乘用车手动变速器动态换挡性能进行了主 观评估及客观 GSA 测试，理论分析了二次冲击产生的原因，确定减小同步器齿厚和模数可减小变速器的 二次冲击[9]；以某组合式动力换挡变速器手动变速模块为研究对象，通过 Romax 建立手动变速模块模型， 对部分零部件进行仿真分析，研究了不同因素对变速器寿命的影响，对零部件设计参数及通用件和标准 件选用合理性进行评价[10]。
率达到共振频率时，出现共振峰。
Figure 2. Amplitude frequency diagram 图 2. 幅频图
3. 有限元模型的建立
采用 UG 对变速器外操纵系统进行三维实体建模，利用 Hypermesh 提供的 UG 接口将模型导入。由 于橡胶圈等一些细小的部件对分析影响较小，去掉此类部件，使模型简化，减少计算时间。由于选换挡 拉索支架由薄板冲压而成，厚度在 5 mm 以下，因而可使用壳单元进行网格划分，换挡拉索护管接头、 配重块、拉索护管接头等形状较规则的部件使用六面体进行划分，结构较为复杂的注塑件如拉索、拉索 换挡杆等使用直接四面体进行划分。划分网格后的模型如图 3 所示，模型中共有 91,067 个节点，173,428 个网格单元，其中 2D 单元 401 个。
为减少二次冲击带来的影响，对换挡外操作机构进行性能研究和结构优化。从 NVH 角度，在振动传 递路径上，结合 NASTRAN 分析工具和相关的试验验证，找出影响换挡品质的因素，提出有效的改进措施。
2. 换挡机构分析
2.1. 换挡机构工作原理
换挡外操纵系统的三维模型如图 1 所示，包括变速杆、变速器基座、拉索总成、选换挡摇臂、变速
再通过参数识别求出研究对象的模态参数[12]。 换挡机构是多自由度系统，其特征方程为：
[M ]{x} + [C]{x} + [K ]{x} = { f }
(1)
式中， [M ] 为质量矩阵； [C] 为阻尼矩阵； [K ] 为刚度矩阵；{ f } 为力向量；{x} 为响应向量。
假定运动质点初位移和初速度为零，通过拉氏变换得到传递函数矩阵 H (s) (s 为拉氏域变量)：
Keywords
Manual Transmission, Secondary Impact, NASTRAN, Modal Analysis, Frequency Response Analysis
手动变速器换挡操作机构频响分析
韦进镰1，陈丹华1，徐 铁1，徐聪聪2，钟佳彬2，王海军1* 1上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心，广西 柳州 2华南理工大学机械与汽车工程学院，广东 广州
(3)
式中，m 为质量块质量，c 为粘性阻尼系数，k 为弹簧刚度，x 为位移响应量， P0 sin ωt 为简谐激振力。
简谐激振所引起的稳态强迫振动表达式为：
=x B sin (ωt −φ )
(4)
DOI: 10.12677/met.2019.83030
240
机械工程与技术
韦进镰 等
其中，B 为振幅， ω 为激励频率，φ 为相位差。
韦进镰 等
摘要
针对国内某车型手动变速器换挡产生的二次冲击影响用户换挡操作品质的问题，对变速箱外操纵机构进行 性能研究并优化其结构动力学响应性能，进而减小换挡二次冲击。通过创建手动变速器外操纵机构有限元 模型，从模态和频响理论推导计算并结合NASTRAN分析工具进行频响分析和论证。试验结果表明，仿真 分析的结果准确可靠。最后，从系统阻尼系数和拉索支架刚度分别探讨影响二次冲击的因素，结果表明增 加换挡系统的阻尼，增加换挡拉索支架的刚度以及减小换挡拉索接头刚度有利于减少换挡二次冲击。
工程上常用机械阻抗法来分析结构的动力特性。机械阻抗定义为简谐激振时复数形式的输入与输出
之比。机械阻抗的导数称为频率响应函数，记为 H (ω ) 。
H= (ω )
Px= ((ww))
1 k − mω2 + icω
(5)
式中，激振力 P (w) 为输入项，位移 x (w) 为输出项。
由频响函数可得到系统的幅频特性：
= H (s)
{X (s)} {= F (s)}
Z= ( s)−1
1
s2 [M ]+ s[C]+[K ]
(2)
式中，Z (s) 为换挡机构的动刚度矩阵，X (s) 为换挡机构的输出位移拉氏变换，F (s) 为输入的拉氏变换。
在试验中，依次激励所有点，测量某一固定点的响应，即可得到传递函数矩阵，然后通过模态参数 估计确定结构的固有频率、阻尼比和模态振型等。试验模态结果和数值计算模态相结合，不仅能为模态 分析提供参考依据，为换挡机构最优化设计也能提供指导依据。
2.3. 换挡机构频响分析理论
频率响应函数(Frequency Response Function, FRF)为输入单位激励引起的输出位置的响应，包括位移、 速度或加速度。在换挡机构的振动分析中，用简谐激励模拟二次冲击。
简谐激励下，弹簧质量系统的运动微分方程：
mx + cx + kx =P0 sin ωt
Received: May 23rd, 2019; accepted: June 7th, 2019; published: June 14th, 2019
Abstract
Aiming at the problem that the secondary impact caused by shifting of a domestic vehicle manual transmission affects the quality of shifting operation of users, the performance of the external control mechanism of gearbox was studied and its structural dynamic response performance was optimized to reduce the secondary impact of shifting. By creating the finite element model of the external control mechanism of the manual transmission and using NASTRAN analysis tool, the frequency response analysis and demonstration are carried out based on the calculation with theoretical derivation of mode and frequency response. The experimental results show that the simulation results are accurate and reliable. Finally, the factors that affected the secondary impact were discussed from the system damping coefficient and the stiffness of the cable bracket. The results show that increasing the damping of the shift system, increasing the stiffness of the shift cable bracket and reducing the stiffness of the shift cable joint were beneficial to reducing the secondary impact of the shift.