机械式变速器的换挡性能关系到整车性能的发挥，换挡操纵机构作为人机交互的载体必须具有良好的操纵可靠性和轻便性。国内市场上许多机械式变速器的换挡性能差，不能满足消费者越来越高的要求，各汽车企业都在积极探寻合理的换挡性能主客观评价方法和评价指标，以期改善产品性能和设计出更优秀的产品。但是，除了通过试验测试方法了解变速器换挡性能的外，还缺乏有效的仿真评价方法。目前，对机械式变速器换挡系统建模并仿真分析换挡性能的研究还处于探索阶段。虚拟样机技术是利用CAD技术，建立物理样机的数字化仿真模型，在计算机上对仿真模型进行性能测试和评估的方法。本文采用虚拟样机技术，依据德国吉孚变速器测试方法，以ADAMS为平台，联合Pro/E，建立了5MT换挡系统多体动力学模型。虚拟样机包括离合器从动盘、变速器主体和手柄操纵机构等主要零部件，以仿真分析驾驶员操纵换挡手柄时变速器及整个传动机构反馈给驾驶员的力。变速器软轴采用衬套连接刚体的简化建模方法。通过同时添加运动副和接触约束实现了双锥锁环式同步器动力学模型的完整功能，能完全模拟同步器的锁止和同步过程。通过ADAMS对机械式变速器四种工况（1挡换2挡、2挡换1挡、怠速挂1挡和怠速挂倒挡）的换挡过程进行仿真分析，得到了换挡力和换挡位移关系，通过分析换挡力和换挡位移的关系，对汽车换挡性能做出评价。仿真分析结果与对应试验结果基本一致，说明了仿真分析换挡力的研究方法对机械式变速器换挡性能的评价是行之有效的。最后，讨论同步器摩擦锥面摩擦系数、软轴刚度和阻尼对换挡性能的影响以及换挡速度对仿真分析的影响。本文为客观评价机械式变速器换挡性能提供了有效的仿真评价方法和评价指标。在机械式变速器设计阶段完全可以通过仿真分析方法对换挡性能进行预测和评价，以提高产品性能和设计效率。