换档舒适性是驾驶舒适性的重要组成内容,而同步器是决定变速器换挡性能的关键部件。本文通过总结国内外有关同步器换档性能研究的现状,利用有限元仿真分析技术并结合动力学理论,以东风小康某型变速器的设计开发项目为依托,对同步器的主要结构设计参数与换档性能之间的关系进行了研究,优化了该型变速器中同步器的初始设计参数,使其在换档性能方面的表现得到提升。本课题主要从以下五个方面展开工作:(1)通过分析同步器的工作原理将其工作过程分解为同步过程和锁止过程两个部分,并分别建立数学模型,为有限元仿真分析奠定理论基础。(2)利用实测数据建立真实而准确的同步器各零部件的三维实体模型,为正确模拟同步器的换档过程提供模型基础。(3)根据设计参数计算同步过程的初始边界条件,使用ANSA软件建立模拟换档过程的有限元仿真模型,并分别从定性和定量的角度验证了仿真结果的正确性。(4)通过仿真分析研究了同步器锁止角、摩擦锥面锥角等同步器重要结构参数与其换档性能之间的关系。(5)研究多锥面同步器的结构和工作原理,并通过建立有限元仿真模型,研究了三锥面、双锥面同步器与单锥面同步器在换档性能方面的差异。研究结果表明:在相同的换档力下,同步时间与摩擦锥面锥角、输入端转动惯量呈正相关关系,与摩擦锥面平均半径和锥面摩擦系数呈负相关关系,且同步时间不受花键锁止角的影响;二次冲击力与花键锁止角及输入端转动惯量均呈正相关关系,对单锥面同步器而言,二次冲击力还与摩擦锥面平均半径呈负相关关系,而单锥面同步器的二次冲击力要大于相同尺寸的多锥面同步器。此外,二次冲击力不会受锥面摩擦系数和摩擦锥面锥角的影响。结合上述结论,根据同步器主要结构设计参数对同步时间和二次冲击力的影响规律,提出了相关的优化设计方法并应用在东风小康该型变速器的开发设计中,提高了变速器的换档性能。