弧齿锥齿轮因其承载能力高、传动平稳、高效、噪声小等优点,是汽车、电动工具、工程机械、航空航天、船舶、机床等传动装置的重要零件。随着弧齿锥齿轮在高速、重载、轻质等方面快速发展及应用,对弧齿锥齿轮在复杂工况下的强度、动态性能以及可靠性方面的要求越来越高。相对于低速状态,高速状态齿轮系统的动力学性能发生较大改变,影响了系统运行的安全性与可靠性。本文运用理论分析和数值仿真技术,对弧齿锥齿轮齿轮副进行了静态和动态接触分析;考虑速度对轮齿啮合传动性能的影响,分别分析了高速状态下齿轮系统的动态啮合特性与振动特性。本研究的主要工作为:(1)采用UG软件中GC工具箱的参数化建模平台,创建弧齿锥齿轮三维实体模型。同时对全齿模型简化得到齿轮六齿局部模型,并对主、从动轮进行虚拟装配。(2)在ANSYS Workbench中对虚拟装配的六齿模型的啮合过程进行非线性接触静力学分析,获得了啮合周期内齿轮啮合接触4个不同位置处的接触应力变化情况。将啮合接触应力计算值与接触应力强度理论值对比分析,验证接触有限元法的准确性。(3)对比静态分析情况,对弧齿锥齿轮做动态接触分析;并考虑转速对齿面接触应力的影响,得到不同啮合时刻下的齿面接触应力的变化及分布状况。同时,对比分析了静、动态接触的区别与联系。(4)在多体动力学仿真软件ADAMS中,分析了弧齿锥齿轮传动系统在不同工况下的啮合力的时域变化规律,并分析了啮合转速对动态啮合力的影响。同时绘制了齿轮传动过程中沿各方向(轴向、径向、周向)的位移变化曲线图。(5)在ANSYS Workbench软件中对弧齿锥齿轮做高速旋转状态下的动力学模态分析,得到齿轮的振动频率及振型;对比分析了高速状态下齿轮的振动频率与啮合频率以及回转频率的关系,验证了高速齿轮系统不会存在共振现象;同时分析比较了不同转速对齿轮的振动特性的影响。研究了弧齿锥齿轮在高速状态下的离心变形与齿轮振动频率及振型发生变化之间的关系。