环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无需修形就具有良好啮合性能的新型齿轮,其接触强度及弯曲强度是影响其使用寿命的重要因素,其传动应力及试验的研究是推广使用这种新型齿轮的基础。本文以新型环面渐开线齿轮为研究对象,对其齿面接触应力及弯曲应力进行了研究,主要研究内容如下。(1)根据环面渐开线齿轮的滚齿加工原理及齿轮啮合原理建立环面渐开线齿轮的数学模型。根据环面渐开线齿轮的数学模型对其几何特性进行分析,以MATLAB为平台开发了环面渐开线齿轮几何特性分析的图形用户界面。(2)建立标准安装下的环面渐开线齿轮接触数学模型,进行齿面接触分析求出接触轨迹。研究加工齿条刀具的主曲率及主方向,根据配对曲面间主曲率及主方向的关系,研究环面渐开线齿轮在不同接触点处的主曲率及主方向,基于点接触赫兹理论给出求解不同接触点处的最大接触应力的计算方法。分析不同变位系数对轮齿齿形系数及应力修正系数的影响,基于传统的悬臂梁理论探讨了不同环面半径环面渐开线齿轮弯曲应力初步的计算方法(3)根据环面渐开线齿轮的数学模型,建立其精确的三维模型,并对凸、凹环面齿轮副进行空载干涉检查。以标准安装条件下平行轴凸、凹环面渐开线齿轮副为研究对象,利用Hyper Mesh及ABAQUS对其静态及动态传动应力进行有限元分析,并根据动态有限元模型研究了环面渐开线齿轮的重合度。(4)设计环面渐开线齿轮静态弯曲应力试验台,采用电测法研究了不同载荷作用下凸、凹环面渐开线齿轮齿顶加载时静态弯曲应力,并将试验测试结果与理论计算结果及有限元分析结果进行对比分析,探讨了试验误差产生的原因。