同步器是机械式手动变速箱中的关键零部件，在变速箱换档时具有重要功能。同步器的应用使得换档操作更简单，既降低司机的操作劳动强度，又可避免未同步啮合产生的换档冲击。然而，随着汽车工业的不断发展，现在广泛应用的单锥面式同步器受结构限制已经无法满足重型变速器的使用要求，在实际使用中经常出现同步时间过长，换档困难，同步环磨损严重的问题。一方面，随着汽车发动机转速和输出功率的不断提高，离合器和变速箱的转动惯量越来越大；另一方面，人们又要求换档的过程更轻便、更舒适，这一矛盾尤为突出。因此，不断优化和改善同步器的性能，从而减小换档力和同步时间以及延长变速箱寿命具有极其重要的意义。采用多锥面式同步器并确定合理的结构和设计参数能有效地解决这一问题。本文通过对同步器的同步过程进行理论分析，结合目前同步器研究发展最迫切需要解决的两大主要问题，即减小换档力和缩短同步时间，提出了一种多锥式同步器结构。多锥式同步器通过多锥面摩擦的原理产生多个同步摩擦力矩，在无需增大换档力的情况下便可增大同步力矩，实现快速同步，同时可降低摩擦环磨损，提高同步器使用寿命。根据需要添加多个锥面以增加同步力矩的要求并结合锁销式同步器的结构特点，设计比较了两种不同类型的多锥面式摩擦结构，确定锁销式多锥同步器的最终结构方案。根据锁销式同步器设计原则及空间布置形式，确定了以三锥式为例的锁销式多锥同步器总体布置方案，并对主要的零件参数进行了设计。运用ADAMS虚拟样机模型对所设计的多锥式同步器进行了同步性能仿真实验，并通过与单锥式、双锥式和多片式同步器仿真同步性能的比较分析，验证多锥式结构设计方案的可行性。