齿轮是重要的基础传动零件，其设计与制造水平影响到传动机械装备的性能和可靠性。齿轮接触强度计算与啮合冲击研究，对于增大轮齿承载能力、提高疲劳寿命、改善传动性能等具有显著的意义。本文以直齿渐开线圆柱齿轮为对象，进行齿轮静动态接触分析和线外啮出冲击研究。主要研究内容为：(1)基于虚拟加工方法的齿轮几何建模。采用虚拟加工技术，以齿轮啮合时共轭齿面包络原理为基础，通过CATIA布尔运算，模拟齿轮展成加工，建立比较精确的直齿轮几何模型。(2)直齿轮的准静态接触分析。在ABAQUS中建立有限元模型，根据齿轮啮合的特点，施加位移载荷转动齿轮使轮齿在不同点啮合进行静态接触分析。得出不同啮合点的静态接触力、接触应力与弯曲应力。基于赫兹接触理论，在MATLAB中编程计算啮合周期内的齿面接触应力，与数值解进行比对验证有限元计算模型的正确性。(3)直齿轮的动态接触分析。通过不同阻尼下的齿面接触力计算结果与理论解对比，确定了动态接触分析模型的阻尼。对不同转速下齿轮动态接触进行仿真，得到啮合过程中齿轮接触力、接触应力和齿根弯曲应力的变化规律，分析转速对齿轮传动性能的影响。结果表明转速越高，振动频率越快，接触力越大，啮合冲击越大。(4)齿轮线外啮出冲击建模与分析。在充分考虑齿轮综合加工误差与弹性变形的情况下，较准确地建立齿轮线外啮出冲击模型，计算线外啮出过程中被动齿轮最小转速、啮出冲击速度及冲击力。基于冲击摩擦原理，计算出线外啮出冲击摩擦因数。线外啮出冲击实例计算与相关理论结果相符，表明了所建冲击力和冲击摩擦计算模型的正确性。