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球齿轮是一种新型的二维齿轮传动机构。在建立了球齿轮数学模型的基础上，得到了球齿轮传动的啮合模型，并进行了齿面接触特性分析，通过解非线性方程组，可得到接触点在齿面的位置。分析了球齿轮齿面的结构特征，针对球齿轮传动的接触形式表现为轮齿凸面与马鞍面之间的点接触，对啮合齿面的接触椭圆进行了分析计算，总结出了球齿轮在任一偏摆平面内啮合传动时接触椭圆的变化规律：在轮齿根部和顶部啮合时，接触椭圆较小，因而接触应力较大；而在轮齿中部啮合时，接触椭圆较大，所以接触应力较小。采用有限元的方法对球齿轮轮齿进行了弯曲应力和接触应