变速箱作为汽车动力系统的重要组成部分,其性能直接影响到汽车的动力性、舒适性等综合性能。而以往的变速箱性能研究大都基于理想装配、零公差的模型。本文从变速箱箱体本身的设计公差出发,建立了变速箱箱体的公差模型,得到箱体公差与轴线偏差的关系,进而分析了轴线偏差对齿轮啮合特性的影响。首先,通过齐次变换矩阵法建立了平行轴式变速箱箱体的公差数学模型,得到了箱体公差与轴线偏差的关系。其主要步骤包括:在箱体重要的几何特征处建立理想位置基准坐标系和实际位置坐标系,并通过齐次变换矩阵进行坐标系之间的转换;根据公差语义将箱体形位公差表示成约束不等式的形式;根据相关定义建立轴线偏差的数学模型。同时使用MATLAB GUI模块开发了变速箱箱体轴线偏差的计算软件。其次,基于轮齿接触分析(TCA),建立了含轴线偏差的斜齿轮接触数学模型。使用该数学模型分析了轴线偏差对斜齿轮啮合轨迹及传动比的影响。分析结果表明交错角和相交角将导致边缘接触,同时使传动比产生周期性突变,交错角对传动比的影响比相交角大且两者具有一定规律的耦合效应。再次,运用ANSYS APDL命令流建立了含轴线偏差的斜齿轮啮合有限元模型。通过有限元仿真分析了轴线偏差对齿轮啮合应力的影响。分析结果表明:负中心距偏差存在某个临界值,当超过临界值以后,接触应力和弯曲应力将急剧上升;交错角和相交角对弯曲应力的影响不大,但会增加接触应力并引起接触应力的轴向偏载。最后,使用三坐标测量仪测量了变速箱箱体的实际偏差,对比分析了测量结果和计算结果,对本文中建立的箱体公差数学模型进行了验证。研究了轴线偏差对箱体形位公差的敏感度,并对比分析了两种不同公差标注方式在轴线偏差及齿轮啮合特性上的区别。