近年来,随着中国铁路事业的高速发展,机车的承载能力也在不断地提高,机车快速的发展对齿轮传动系统的可靠性提出了更高的要求。现在机车牵引齿轮广泛使用斜齿轮,但是螺旋锥齿轮承载能力更强,传动更加平稳,因此本文将按照机车牵引齿轮的实际工况对螺旋锥齿轮的一个分支-克林贝格摆线锥齿轮(以下简称摆线锥齿轮)进行设计计算及接触分析研究。本文研究了摆线锥齿轮的加工原理及机床调整参数的计算,推导出摆线锥齿轮齿线的表达式,运用理论齿廓曲线及齿线曲线建立摆线锥齿轮副的三维模型,对齿轮进行装配并进行仿真及做干涉检查。运用有限元方法对摆线锥齿轮做静态接触分析,使用有限元法及理论方法计算摆线锥齿轮的接触应力和齿根弯曲应力并进行强度校核。分析了一个啮合周期内的摆线锥齿轮啮合特性,得到一个啮合周期内接触应力变化趋势,得到齿轮在啮入和啮出位置的应力状况。研究摆线锥齿轮在不同载荷作用下的接触区域的形状,接触椭圆的尺寸及齿轮应力的变化趋势。研究摆线锥齿轮的装配误差对接触状态和应力的影响规律,分析两齿轮轴间装配误差,小齿轮安装距误差,大齿轮安装距误差和轴交角装配误差对齿轮传动的影响。同时存在轴间装配误差和大齿轮安装距误差对齿轮接触的影响,综合作用的结果将使齿轮的应力值叠加或者相互抵消,最终得到的齿轮应力值取决于各项误差对齿轮应力影响的程度。分别对大齿轮和小齿轮做模态分析,得到前10阶固有频率及主振型,根据齿轮副的啮合频率计算公式得到小齿轮和大齿轮的临界最低转速。在3齿啮合区和2齿啮合区分别做摆线锥齿轮装配体的模态分析,齿轮副在3齿啮合区的固有频率大于在2齿啮合区的固有频率。对摆线锥齿轮副做有预应力的模态分析,预应力使齿轮副的固有频率有不同程度的增加。