本文以某动车组牵引齿轮箱油封为研究对象,详细介绍了油封的研究现状,结构和密封机理。结合研究现状,针对目前油封研究的两大方面进行相关研究。一是运用有限元仿真软件对油封的结构进行对比优化得出理想的油封唇口与轴径的过盈量,二是对油封的基材进行摩擦学和力学试验研究,分析其磨损机理以及力学特性。本文结合油封的研究现状类比油封的主要基材,选择用聚四氟乙烯（PTFE）油封进行相关研究。为了进一步增强对油封唇口耐磨性的要求,提出在油封唇口处增设一种耐磨覆膜来增加油封唇口的耐磨性,降低唇口的摩擦损耗。研究主要内容和结果如下:（1）选择ABAQUS有限元仿真软件对聚四氟乙烯油封的唇口长度、唇口夹角、轴径大小进行对比仿真,采用控制变量法研究三者和过盈配合的关系。研究表明,当油封唇片长度不变时,随着弯曲角度的增加,油封唇口与旋转轴之间的接触唇宽逐渐减小,而接触应力逐渐增加,这会加剧唇口和轴径的磨损;唇片上的最大接触应力随唇片长度的增加而减小,唇片所受到的最大应力点也随着唇片长度的增加而远离贮油侧;随着轴径的增加,唇口接触长度也随之增加,当轴径达到16mm时在唇口处发生翘曲现象。然后运用MATLAB数值计算软件根据聚四氟乙烯油封的密封机理,结合前人的研究对聚四氟乙烯油封唇口的螺旋回油槽的密封系数进行数值计算,找到了螺旋槽相对深度、相对宽度、螺旋角之间的关系。用MATLAB对油封螺旋槽的目标函数进行数值分析。当相对槽深k2较小时,需要增加相对槽宽1k的值来提高密封系数K。当相对槽深k2较大时,密封系数K的变化趋势较为剧烈,适当增大螺旋角α可以急剧增加密封系数。（2）用四种不同的无机填料配制了改性聚四氟乙烯唇口材料。对改性后的唇口材料进行了摩擦磨损试验并解释了磨损机理。对其进行了力学性能试验并分析比较了性能参数。研究表明,改性后唇口材料的摩擦磨损性能明显提高,摩擦系数和磨损率较纯聚四氟乙烯材料明显下降,尤其是在油润滑条件下的磨损率最低为8.3×10-8mm3/Nm,比纯聚四氟乙烯的磨损率下降了一个数量级,表现出了惊人的耐磨性能。同时拉伸试验和压缩试验的相关参数也明显得到提升,能够满足油封正常工矿的许用要求,提高油封的使用寿命。（3）聚酰亚胺是一种性能优异的耐磨高分子聚合物,在工程领域有广泛的应用。用还原氧化石墨烯和氧化锌复合添加剂对纯聚酰亚胺进行改性,并制备了聚酰亚胺基耐磨覆膜摩擦块,研究了耐磨覆膜的摩擦学性能和热力学性能。研究表明,耐磨覆膜具有比纯聚酰亚胺更加优异的摩擦学性能。摩擦磨损试验表明耐磨覆膜的摩擦系数和磨损率都远低于纯聚酰亚胺,其中300N载荷下填充物含量在0.8wt%的时候其体积磨损率最低为1.1×10-8mm3/Nm和纯聚酰亚胺相比降低了90%,具有显著的耐磨性能。此外还对耐磨覆膜进行了相应的油润滑摩擦磨损试验,并将无润滑条件和油润滑条件下的摩擦学性能做了对比,发现0.8%wt含量的油润滑条件下的磨损率比无润滑条件低两个数量级。最后,耐磨覆膜的热力学试验也表示出较好的热分解稳定性。