人字齿轮传动平稳、承载能力大、轴向力小,广泛应用于航空燃气轮机的高速减速器、大型舰船的主推进系统和大型装备或成套设备的主传动系统。而重载人字齿轮的粘着磨损已成为最突出的问题之一,由于齿形及工况复杂,关于人字齿轮的齿面粘着磨损鲜有研究。本文以某型直升机用带退)刀槽人字齿轮为对象,建立了其准静态和动态载荷下齿面粘着磨损的数值计算模型。主要研究内容有:(1)齿轮的磨损机理及计算模型。描述了齿轮的磨损过程,对其磨损机理的分类进行了阐述。分析了影响齿轮磨损的各种因素,并对粘着磨损、磨粒磨损、线接触磨损等三种典型的磨损计算模型进行了推导。本文则在Archard磨损模型的基础上,对准静态与动态载荷下人字齿轮粘着磨损进行数值建模与计算。(2)人字齿轮几何模型的推导。基于展成加工原理,根据)刀具和齿坯的坐标变换规律,得到了渐开线直齿轮端面齿廓的表达式。然后根据人字齿轮的成形原理,建立了人字齿轮的参数化模型。(3)准静态载荷下人字齿轮磨损数值计算与分析。无对称度误差的人字齿轮由两个旋向相反的斜齿轮组成,基于斜齿轮副反向圆锥滚子等效接触模型,提出了一种计算时变接触线长度的通用方法。根据接触线长百分比计算得到单对啮合齿面上的准静态啮合力,利用Hertzian接触理论计算啮合区的准静态接触应力。基于单点观测法计算齿面接触点对之间的相对滑移距离,结合Archard磨损模型计算人字齿轮在准静态载荷下的齿面磨损量,并进行相关参数分析。结果表明,齿根与齿顶处的磨损量较大,且齿根的磨损量大于齿顶,节圆处的磨损量趋近于零。增大模数、传动比、齿宽或减小输入扭矩,均可减少磨损量,而增大螺旋角或者压力角对减小齿面磨损的作用不明显。(4)动态载荷下人字齿轮磨损数值计算与分析。基于集中质量法,建立了含有12自由度的人字齿轮弯-扭-轴耦合的动力学方程,利用MATLAB中ode45函数求解出动态啮合力。以该动态啮合力替换准静态磨损模型中的静态啮合力,计算动态载荷下的齿面磨损量。对比研究发现,增大模数、螺旋角、压力角、传动比、齿宽或者减小输入扭矩,均可使得动态和准静态载荷下的齿面磨损深度差值变小;在不考虑温度的情况下转速对动态载荷下的齿面磨损量影响很小。本文在Archard磨损通式的基础上,建立了准静态和动态载荷下人字齿轮齿面粘着磨损计算模型。不同齿形参数和工作参数下的齿面磨损量分析结论,对于人字齿轮的减磨设计具有一定的参考价值。