随着现代工业的飞速发展,齿轮作为最重要的基础部件,在机械工业领域得到广泛应用。近年来,我国机械制造加工水平不断提高,要求齿轮传动向高转速速、重负载及高可靠性趋势发展,对齿轮传动的传动性能要求越来越高。在高速重载工况下,相互啮合齿轮因为接触而产生摩擦,伴随大量的摩擦热量。齿轮本体受热会引起膨胀导致变形,受热轮齿的变形会使齿轮啮合精度迅速下降,进而产生传动误差,导致机械设备发生振动,噪声增大现象。同时,齿轮温度过高会使齿面润滑油性能变差,黏度降低,使齿面润滑由弹流润滑状态变为乏油润滑,甚至发生干摩擦引起轮齿发生胶合失效。通过对齿轮传动系统热弹耦合使役过程进行可靠性评估研究,可为进行齿轮传动系统动态优化延寿设计提供重要理论依据,该研究具有重要研究意义和实用价值。本文基于热弹耦合理论、齿轮啮合原理、可靠性设计理论,利用APDL编程,建立了参数化的直齿轮啮合传动动态有限元模型,求解并分析了直齿轮使役传动过程中动态接触应力以及热弹耦合接触应力变化规律,分析了齿轮参数对其使役接触应力的影响。在此基础上,根据热弹耦合理论建立了对直齿轮传动过程中的疲劳寿命计算方法,进而分析了齿轮参数对热弹耦合疲劳损伤的可靠性灵敏度。研究的主要内容如下:(1)建立动态齿轮传动接触有限元仿真模型,得到齿轮接触应力并对其进行研究,分析了齿轮模数、转速、齿宽及阻力距四个齿轮参数对齿轮受到的接触应力的影响规律。(2)建立齿轮传动热、弹耦合有限元仿真模型,论述齿轮传动热弹耦合建模步骤,分析计算了齿轮传动不同时刻热弹耦合应力及温度场。(3)建立动态齿轮热弹耦合下疲劳寿命计算模型,并对其进行计算,基于疲劳损伤理论分析了齿轮轮齿不同位置的疲劳损伤变化规律。(4)根据响应面方法得到齿面接触强度的极限状态函数,分析齿轮各随机变量对该极限状态函数的概率敏感性,以获取齿轮动态接触状态下各种随机因素对齿面接触强度可靠性的灵敏度,并且进行可靠性灵敏度分析;并对齿轮热弹耦合下的疲劳寿命进行灵敏度计算分析。通过对齿轮传动系统动力学模型进行灵敏度分析,揭示了各种齿轮参数对其动态性能的影响规律,以此为依据对齿轮传动系统进行动态优化设计,达到延长其使用寿命的目的。因此,该研究有重要的理论研究价值和工程参考意义。