机械式矿用挖掘机的提升机构是其工作装置的重要组成部分,而轴齿轮是提升机构的关键零件,在实际工作过程中经常发生故障。轴齿轮在周期性、随机性的载荷作用下工作,轮齿容易产生疲劳裂纹,疲劳裂纹的存在对挖掘机系统的安全正常运行构成巨大的潜在威胁。由轴齿轮裂纹扩展导致的提升机构故障将直接影响挖掘机的可靠运行,降低生产效率,甚至产生断齿、断轴事故,给工业生产和社会造成巨大损失。本文以某型号矿用挖掘机提升机构轴齿轮为研究对象,针对轴齿轮最易出现的齿根裂纹,基于有限元分析方法,对轴齿轮有无裂纹情况分别进行静态接触分析和动态接触分析,比较了轴齿轮发生裂纹前后的接触应力和齿根应力的变化规律,对采取力学分析方法去识别检测裂纹进行了初步尝试。本文主要工作如下:首先,介绍了提升机构轴齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力分析的意义、齿轮裂纹分析的国内外研究现状、接触问题的有限元解法,以及齿轮接触分析已取得的成果。其次,对挖掘机的提升机构进行三维数字化建模,采用Pro/E参数化特征建模方法对其中斜齿轮进行了参数化建模,省去了重复建模的过程,提高了工作效率;第三,利用有限元分析软件ANSYS非线性接触分析功能,对单对轮齿啮合和多对轮齿啮合在有无裂纹两种情况下分别进行静态接触分析,比较了有无裂纹情况下齿轮弯曲应力和接触应力。第四,在静态接触分析的基础上,建立齿轮副动态分析有限元模型,对轴齿轮有无裂纹情况时分别进行动态接触分析,比较了有无齿根裂纹时齿轮齿根应力的差异。