齿轮箱是现代机械设备中应用极为广泛的传动装置,包括减速器和增速器。以往很多设计者在设计完齿轮和滚动轴承后再考虑它们的摩擦问题,但是这样太被动了,因为设计的大局已经按照老经验确定了。本文在齿轮箱的设计初始阶段进行主动摩擦学设计,把齿轮箱中的齿轮、滚动轴承和箱体等当成一个整体的摩擦学系统,以齿轮的润滑为主要手段,对整个齿轮箱进行摩擦学优化设计。目前,减速器普遍存在着体积大、重量大,因润滑不良而提前失效,或者传动比大而造成机械效率过低的问题。本文以弹性流体动压润滑为基础,分析了重型二级展开式硬齿面(ZLY)斜齿圆柱齿轮减速器中齿轮的润滑状态。综合考虑齿轮和滚动轴承的润滑,箱体的密封,并提出了合理的润滑方式与密封方式,建立了齿轮箱的摩擦学系统框图。为了提高齿轮箱的可靠性、使用寿命以及降低能耗,本文采用复合形法,用Matlab编程,建立优化程序包,对重型二级展开式硬齿面(ZLY)斜齿圆柱齿轮减速器进行优化设计。根据重载减速器不同的使用情况,建立了基于摩擦学设计的目标函数或约束条件,提出了多种优化方案,并得到了较理想的优化结果。目前,我国的风力发电行业已进入高速发展期,而齿轮箱的损坏是影响风力机可利用率的一个最重要因素。为了解决增速器润滑、维护很难,又要求高寿命等问题,本文调用优化程序包,进一步对增速器进行了摩擦学优化设计,获得了较满意的结果。并根据高寿命和高可靠度要求选择相应的滚动轴承和油封,对高效地利用风力资源具有重要的理论意义和工程实用价值。