花键是综合传动装置中重要的载荷传递结构,对综合传动装置的性能与寿命有着直接的影响。在虚拟环境下对花键进行动力学交互仿真是综合传动装置现代设计分析中的重要组成部分。而目前的动力学分析中,没有深入分析花键的动力学规律,所仿真结果也无法很好的反映花键设计对花键性能的影响,对于虚拟环境下花键交互动力学仿真的相关研究也较少。本文基于尺寸与几何产品规范(Dimensional and Geometrical Product Specification and Verification,GPS)与小旋量理论(Small Displacement Theory,SDT)建立了花键装配特征模型,在此基础上基于碰撞动力学研究了花键动力学模型,设计了虚拟环境下花键动力学交互仿真程序,最后分析了花键设计参数对花键性能的影响。主要研究内容包括:针对虚拟环境下花键动力学仿真模型信息的要求和构成,基于GPS标准与SDT理论建立虚拟环境下花键装配特征模型。基于多体动力学理论、多刚体碰撞理论和赫兹接触理论,研究了花键在工作过程中的运动状态,分析了齿侧间隙和径向间隙与花键动力学的关系,建立了基于装配特征模型的花键动力学模型。基于OCC(OpenCASCADE)几何算法库和Vortex动力学引擎,编写了C++平台上的花键动力学仿真程序,实现了虚拟环境中花键的交互动力学仿真。最后,以综合传动装置二轴与CL齿轮的联接花键为基础,分析了不同精度与间隙选择下的花键性能,研究了花键设计参数对花键性能的影响。本文实现了从花键装配模型信息到动力学模型信息的转换、传递和集成管理,对虚拟环境下含花键的传动机构交互动力学仿真方法做了创新性探索,为研究传动机构动力学特性提供了新方法,为扩展到对综合传动装置的交互动力学仿真研究奠定了基础。