风电产业的迅速发展对风力发电机组齿轮箱运转的稳定性和可靠性提出了很高的要求。深入研究影响风电齿轮箱齿轮传动的各因素,对提高齿轮承载能力及传动平稳性有一定的指导作用。本文以兆瓦级风力发电增速齿轮箱齿轮传动系统为主要研究对象,运用非线性有限元法对其强度和平稳性的两个影响因素——齿廓修形和摩擦进行了研究。首先,介绍了斜齿轮有限元接触理论,通过两圆柱体接触分析结果与经典赫兹理论计算结果的对比,验证了ANSYS中接触单元的有效性,为风电齿轮箱斜齿轮的接触分析提供了理论依据。其次,根据渐开线齿轮啮合原理得到渐开线方程、齿根过渡曲线方程及螺旋线方程,以此为基础在CAD软件中进行斜齿轮的三维建模,并导入ANSYS中进行接触有限元分析。通过对文献的研读和两种边界截取模型的有限元分析结果对比,论证了本文模型边界选取的合理性。然后,结合齿廓修形理论,根据接触仿真结果确定斜齿轮的齿项修形量。使用两种修形曲线对斜齿轮进行修形,通过修形效果的对比确定了适合特定工况下的风电齿轮箱齿轮修形曲线。齿轮修形前后的有限元接触分析结果表明,齿廓修形能有效改善轮齿接触应力分布,消除应力集中,提高齿轮接触强度,并降低由基节误差引起的轮齿干涉和冲击,这证明了本文所采用的齿廓修形方案是可行的。最后,对齿间滑动摩擦力的产生及分布规律进行了论述,推导出摩擦影响下的轮齿接触应力公式。通过在有限元接触分析中设置不同的摩擦系数,考虑摩擦力对齿轮接触应力及啮合力的影响。对比七个摩擦系数下的接触分析结果可知,啮合力随摩擦力增大而减小,轮齿的最大接触应力随摩擦力的增大而有所上升。根据仿真结果和理论分析,建议在有限元分析中选取较大的摩擦系数,并在传统接触压应力计算公式中引入摩擦影响因子,以保证齿轮强度可靠。