蜗杆传动机构作为一种典型的传动机构被广泛应用。传统的蜗轮蜗杆传动设计中对蜗轮蜗杆齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度、蜗杆变形和刚度校核都是以齿轮的计算公式为基础推导出的近似公式,是在一定的假定条件下采用赫兹接触理论进行的,且认为载荷沿接触线上是均布的。对于瞬时接触线为空间曲线的蜗杆传动而言,用要求规则几何形状的赫兹接触理论研究蜗杆副齿面接触强度实为勉强,而认为载荷沿接触线均布只是为了简化研究对象,并无理论依据。此外,传统的方法不能反映出轮齿齿面接触应力的分布状态。随着电子计算机的发展和弹性力学有限元法的日益完善,为研究蜗杆传动的承载能力提供了一个行之有效的方法。本文以某新型舰载武器传动系统中的ZA蜗杆传动副为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对ZA蜗杆传动过程进行了分析计算。主要完成了如下工作:1、对ZA蜗杆、蜗轮的齿面方程的数学模型进行了整理,并在原数学模型的基础上根据建模需要对蜗轮轮齿两侧齿面的数学表达式进行了推导,以此作为建立ZA蜗杆传动模型的理论基础。2、对在CAD软件中建立蜗杆传动实体模型的方法进行了研究。由于蜗杆蜗轮的齿面是一种复杂的空间曲面,利用近似的方法建立的模型存在理论误差,不适合进行有限元分析。本文根据计算机辅助几何设计中的空间曲面造型理论中的B样条方法,提出了一种基于双三次B样条插值曲面建立蜗轮轮齿齿面曲面模型的方法,根据此齿面模型在SolidWorks中建立了ZA蜗轮的实体模型,并对模型误差进行了分析计算。通过控制插值点阵的行数与列数,可将插值误差控制在所需的范围之内。3、对在ANSYS环境下进行面-面接触分析的前处理过程进行了较为详细的叙述,根据实际情况对实体模型进行了简化。分析了ZA蜗杆传动在同一负载下,蜗轮在转动一个轮齿的周期内的不同啮合位置时的接触状态、接触应力、载荷分布情况,得出了在啮合过程中载荷在啮合齿间的分配比例。分析了在同一啮合位置不同负载情况下的接触应力与变形情况。得出蜗轮齿面接触应力随载荷变化的曲线,得到了蜗杆扭转角随输入载荷变化的曲线。4、针对蜗轮蜗杆在加工和安装过程中存在的三种误差,分别分析了各种误差对ZA蜗杆传动过程中的接触状态与接触应力的影响。