随着高分子材料的迅速发展,高分子齿轮在机械性能、力学性能方面有了很大提高,推动高分子齿轮从传递运动向传递动力领域发展。由于在高速、重载时高分子齿轮温升较快,当超过材料的临界温度时,齿轮极易软化、磨损严重,最终磨损失效,因此预测高分子齿轮的寿命对齿轮发展有重要意义。目前,高分子齿轮设计以金属齿轮参数作为设计依据,这些参数是从金属齿轮试验中得出,这与高分子齿轮实际工况不同存在较大误差。为此开发设计高分子齿轮疲劳磨损试验装置,以便于高分子齿轮动力传输和失效机理的分析,以及研究齿轮设计参数,为高分子齿轮设计制造提供理论依据和试验数据。本文通过高分子齿轮的摩擦磨损原理,研究出适用于高分子齿轮的寿命预测方法。分析高分子齿轮失效形式、磨损规律及磨损机理,建立高分子齿轮摩擦学、动力学耦合模型,基于该模型分析高分子齿轮受力情况。根据Archard磨损计算模型建立高分子齿轮磨损率与转数的数学模型,利用最小二乘法拟合出高分子齿轮磨损曲线,研究高分子齿轮疲劳磨损试验装置工作原理。通过有限元软件对高分子齿轮进行应力分析,得出齿轮啮合最大应力及最大应力出现位置,利用力学公式计算得到齿轮能承受的最大扭矩32N?m,即高分子齿轮疲劳磨损试验装置加载最大扭矩为30N?m。根据高分子齿轮疲劳磨损试验装置的设计要求得出试验装置的设计思路;根据该试验装置的性能指标要求确定试验装置的总体结构;根据单轴支撑原理设计柔性加载系统;根据封闭功率流原理设计该传动系统,并计算该封闭系统功率Ps为1.1 KW。分析高分子齿轮试验装置整体结构,总结出结构特点及该试验装置的优势。根据试验装置总体设计、布局设计制备出试验装置的本体部分;根据试验装置的工作原理制定了试验步骤。