相比金属齿轮,塑料齿轮具有质量轻、噪声小、成本低、易成型等优点,广泛应用于家电、医疗、通讯、汽车等领域运动传递场合。塑料齿轮在服役过程中常见失效形式为疲劳损伤与过度磨损,尤其是在动力传递场合,常发生接触疲劳失效。然而,由于塑料齿轮在动力传递中的应用才刚起步,基础数据严重缺失,加之啮合过程中塑料齿轮存在材料粘弹性响应、接触区域非赫兹变形、啮合温升显著等不同于金属齿轮的服役特征,疲劳强度设计不能完全沿用金属齿轮疲劳强度设计理论,局限了塑料齿轮在动力传动场合中进一步应用。因此,本论文针对塑料齿轮动力传递基础共性问题,结合动力传递场合对塑料齿轮长寿命、高可靠的工程需求,开展塑料齿轮接触疲劳寿命预测与试验方法研究,建设塑料齿轮接触疲劳基础数据,有着较高的理论价值和实践意义。本论文针对塑料齿轮接触疲劳性能与运行温度之间的强关联机制,开展塑料齿轮接触疲劳寿命预测与试验研究,构建了基于材料热弹塑性本构关系和多轴疲劳准则的塑料齿轮接触疲劳寿命预测数值模型,阐明了运行温度和载荷水平对齿面服役性能的影响规律,通过不同载荷下POM塑料齿轮接触疲劳试验,建设了塑料齿轮接触疲劳基础数据,并提出了塑料齿轮接触疲劳寿命修正计算方法。主要研究内容如下:1)塑料齿轮接触疲劳寿命数值分析模型。基于塑料材料热弹塑性本构方程,推导了润滑剂特性参数修正Brown-Miller-Morrow多轴疲劳准则,建立了考虑运行温度影响的塑料齿轮接触疲劳寿命数值分析模型,研究了运行温度和载荷水平对接触界面服役性能的影响;2)塑料齿轮接触疲劳性能试验。基于功率开放式齿轮运转试验台结合白光干涉仪、齿轮精度测量仪、红外热成像系统等测试手段,开展油润滑下钢-塑料齿轮副耐久试验,确定了塑料齿轮接触疲劳试验所需试验齿轮几何参数与试验流程,采用少试验点法绘制了油润滑下塑料齿轮接触疲劳S-N曲线,辨识了塑料齿轮接触疲劳失效形式;3)塑料齿轮接触疲劳寿命修正计算方法。提出塑料齿轮服役过程中温度-应力等效关系,基于前述数值仿真模型绘制了塑料齿轮等效应力S-N曲线,引入润滑剂特性系数修正了基于温度-应力等效关系的塑料齿轮接触疲劳寿命预测方程。