随着城市交通拥堵问题的日渐显现,乘公共交通工具出行成为了越来越多人的选择。城轨交通作为公共交通系统的重要组成部分,具有准点率高,运载能力强等优点。然而在便于人们高效出行的同时,列车的安全性也备受关注。城轨列车齿轮箱作为列车行走部的关键部件,齿轮箱中齿轮副传动可靠性直接关乎到列车运行的安全性。齿轮箱齿轮副发生疲劳破坏轻则导致齿轮箱出现异常响动,重则损坏齿轮箱,严重影响列车的安全运行。为预测城轨列车齿轮箱齿轮弯曲疲劳寿命,本文以城轨列车齿轮箱齿轮为研究对象,根据城轨列车运行特点与齿轮箱齿轮设计特点结合仿真计算及疲劳试验提出了适用于城轨列车齿轮箱齿轮的弯曲疲劳寿命预测模型,为列车的安全运营保驾护航。本文的主要研究内容如下:（1）基于城轨列车设计参数建立了列车齿轮副有限元模型,探究了列车不同运行阶段下齿根处应力变化特点。首先建立了齿轮副三维模型,根据列车电机牵引特性、列车运行阻力等数据,计算了具体工况下齿轮副有限元分析所需的边界条件数据,据此建立了齿轮副有限元模型,得到了列车牵引、惰行与制动阶段下的齿轮副的应力云图。通过对啮合过程的分析,得到了各阶段下齿轮齿根处的最大应力值。（2）探究了载荷交互作用对齿轮弯曲疲劳寿命的影响,提出了损伤缩放因子,并将其应用到改进后的齿轮弯曲疲劳寿命预测模型中。为探究相邻两级载荷幅值之比对齿轮弯曲疲劳寿命的影响,选取两级载荷幅值比分别为0.90、0.95、1.05、1.10对齿轮试件进行了两级载荷下弯曲疲劳试验。根据试验结果,拟合出了损伤缩放因子,并将其应用于改进后的寿命预测模型。通过将改进模型预测寿命与测试得到的实际寿命相对比,两者的最大偏差率达到了9.6%。（3）探究了螺旋角角度对齿轮弯曲疲劳寿命的影响。为扩大改进后预测模型的适用范围,对城轨列车传动装置设计参数进行了调研。考虑到城轨列车齿轮箱齿轮的设计特点,以螺旋角角度为变量,建立了同法相参数不同螺旋角单齿有限元模型。将有限元计算结果与相关标准计算结果进行比对,从而验证了单齿有限元模型的正确性。在此基础上,应用疲劳寿命分析软件,分析了不同螺旋角轮齿的疲劳寿命。根据不同螺旋角齿轮弯曲疲劳寿命拟合出了螺旋角弯曲疲劳寿命修正因子。结合该修正因子,仅对同法相参数直齿轮进行弯曲疲劳试验,便可得到同法相参数不同螺旋角齿轮的弯曲疲劳寿命,缩短了试验周期,降低了试验成本。（4）结合前文研究内容,提出了一种适用于城轨列车齿轮箱齿轮的弯曲疲劳寿命预测模型。根据某线路列车的运营情况,计算了不同运营工况下齿轮的损伤,根据损伤预测了齿轮的使用寿命。将本文模型预测的齿轮使用寿命与齿轮的设计使用寿命进行比对,发现两者较为相近,从而验证了本文提出的疲劳寿命预测模型的合理性。