同步器因其在汽车变速箱中所起到的重要作用而应用越来越广泛。同步器的使用降低了汽车的操控难度并大大延长了变速箱的使用寿命。同步器因磨损而失效会导致汽车在挂挡时出现打齿或挂不上挡等现象,直接影响驾驶者的换挡感受,甚至会危害驾驶安全。同步器因磨损而失效也会加剧变速箱传动齿轮的磨损,从而导致变速箱传动效率和使用寿命的降低,这对于整车的使用甚至外界环境均不利。本文通过研究市场上应用最为广泛的单锥锁环式同步器,建立了该同步器工作过程的数学模型,并基于Archard磨损理论和M-B分形几何接触理论推导出同步器同步环内摩擦锥面和锁止锥面上平均磨损深度率的计算公式。通过分析锁止锥面上的计算公式得到了同步器因失效而磨损的理论条件。通过对同步器进行的动力学与运动学仿真表明了同步器同步环在同步过程中会沿转轴方向做微小振动,这种振动现象会使同步环的实际磨损量比理论计算量偏大。通过对同步环内摩擦锥面上的平均磨损深度率的数值仿真确定了换挡力、摩擦锥角和表面光滑程度三个主要参数对同步器磨损的影响,并得到了同步环内摩擦锥面上的平均磨损深度率的计算公式适用于磨合阶段和稳定磨损阶段这一结论。本文所推导的磨损率的计算公式是在理论假设的条件之下进行。若能够对理论推导的公式进行实验验证,并通过实验来完善这一公式使其成为能够指导研究和生产的准确数学模型,是进一步研究该问题的一个方向。