齿轮传动是现代工业最常用的传动形式之一。随着工业技术的发展,对齿轮性能提出了越来越高的要求,如船舶、风电、矿山等行业的关键设备均要求齿轮传动具备传递功率大、转动速率高及使用寿命长等特点,此时就必须考虑温度对齿轮修形的影响。论文课题来源于重庆市科技攻关计划项目“高性能船舶用齿轮箱系统关键技术及产业化”(CSTC:2007AB3030)。基于齿轮啮合原理、轮齿接触分析、摩擦学和传热学,以解析计算方法与有限元分析法相结合为手段,针对高速重载齿轮系统,开展齿轮弹性接触、对流传热、齿轮温度场及齿廓修形研究。本文的主要研究工作如下:①利用赫兹接触理论以及弹性接触有限元法计算齿轮接触压力,根据齿轮啮合原理计算齿轮啮合过程中主从动轮相对滑动速度,考虑齿面粗糙度、润滑油温度及动力粘度等影响,计算齿面摩擦系数,得出齿面热流量,并分析其变化规律和影响因素。②综合考虑齿轮转速,润滑油热传导率、密度、比热、运动粘度以及间隙冷却过程中的标准化总冷却量等的影响,建立在润滑条件下齿轮端面以及轮齿啮合面的对流传热系数的计算方法,分析对流传热系数的分布规律及影响因素。③建立齿轮本体温度有限元分析模型,根据轮齿本体温度的热平衡方程,加载热边界条件,利用ANSYS进行齿轮本体温度场求解,并讨论影响齿轮本体温度场分布规律的相关因素。④将齿轮温度场引入弹性接触分析模型中进行热-结构耦合仿真分析,计算齿轮的热弹变形;在此基础上,进行齿轮修形研究,确定基于热弹变形的理想齿轮修形曲线。⑤根据上述计算方法,以Visual Basic软件为平台,结合ANSYS进行二次开发,研制齿轮温度场及热弹变形计算软件,为齿轮修形提供方便快捷的技术手段。