同步器是机械式变速器中的一个核心部件,其性能的好坏关系到变速器换挡性能的发挥。在同步器结构类型确定的情况下,其性能主要由结构参数决定。因此,同步器结构参数优化设计已成为近年来同步器开发的一个研究热点。课题主要以机械式变速器中的单锥同步器为研究对象,重点对同步器结构参数优化设计方法进行了研究,为同步器的设计提供了理论指导。论文的主要研究内容有:在深入分析同步器的动态特性和工作原理之后,建立了同步器换挡力、锁止面受力和同步时间的数学模型,并在Matlab软件中对换挡力模型进行数值仿真,再将仿真结果与常用换挡力曲线进行对比,结果表明,所建立的数学模型可以真实地反映同步器的实际工作工程,验证了数学模型的正确性。为了探究锁环上主要结构参数变化对同步器性能(同步时间和二次冲击力)的影响规律,借助三维建模软件UG和多体动力学软件ADAMS建立了同步器的参数化仿真模型,并进行仿真试验。仿真结果表明,同步时间随着摩擦锥面角的增大而增加,随着摩擦系数的增加而减小,随着摩擦锥面平均半径的增大而减小,锁止角的变化对同步时间几乎没有影响,但对二次冲击力的影响比较明显。鉴于同步器性能评价指标的复杂性,建立了以同步时间作为目标函数的优化数学模型,并用两种方法进行优化计算,然后对优化结果进行分析和比较。最后,针对同步器的寿命和换挡平顺性问题建立了详细的评价指标,并通过理论计算和仿真试验相结合的办法对结构参数优化后的同步器进行了评价,结果表明,优化后的同步器不仅同步时间明显缩短,而且同步器的寿命和换挡平顺性也都满足要求。因此,该优化设计方法可以指导同步器的开发,提高产品的性能。