图4

这种机构可以控制两种不同的齿比。第一种齿比，输出轴的转速会比输入轴更慢。只需滑动输出齿轮，使得输入轴与输出轴相连，即可切换第二种齿比。很明显此时的输入和输出轴转速是相等的。动力输出的路线如上图红色虚线所示。

3速机构如下图所示。这种啮合方式，输出轴的转速最慢（1档）。很明显，只需滑动齿轮，就可以改变传动比，切换到2档或者3档。

图5

滑动啮合传动有利于控制转速，但有一个内在缺陷。想要滑动一组齿轮与另一组齿轮啮合的过程非常困难。一种被称为双离合的技术，用于实现平顺的齿轮滑动。想要高效使用双离合，需要良好的驾驶技术，这种变速箱的维护也非常频繁。

解决滑动问题的方法——同步啮合传动

同步啮合传动一劳永逸地解决了这一难题。齿轮一直处于啮合状态，但主要的差异在于，输出齿轮与传动轴是滑动连接。下图可以看出，输出齿轮与传动轴之间是有空隙的。

图6

如果我们一次只连接一个齿轮到传动轴上，这个轴会与该齿轮同步转动。

理解应用虚拟连接器的基础

首先用一套虚拟的连接器来说明同步啮合传动中的不同齿比如何工作。之后再讨论实际的技术。通过虚拟的连接器，不同的齿比如图5所示。有意思的是，在第4档，输入和输出轴是直接相连的。这意味着输入输出轴在4档的转速相同。

图7

手动变速箱的核心技巧，是高效而平顺地将半啮合的输出齿轮锁定在输出轴上。我们来看看现实中，这是如何做到的。

锥型齿同步器

首先，输出轴齿轮上有一个锥型齿同步器，如下图所示。