人字齿轮传动装置在船舶、航空、航天等工业领域中得到了广泛的应用。为防止人字齿轮齿面温升过高而引起胶合破坏,常采用喷油的方式对其进行润滑与冷却。目前在人字齿轮喷油润滑及其温度场仿真技术研究方面还有待进一步完善。为了提高人字齿轮传动副使用寿命、防止其齿面胶合破坏,本文以人字齿轮传动副为研究对象,对其喷油润滑温度场进行仿真分析研究,具体内容包括:(1)在分析人字齿轮啮合特性的基础上,推导了接触线上法向压力、时变接触线长度等计算公式,通过计算获得了人字齿轮传动副齿面接触应力变化规律。基于ANSYS有限元方法,对单个啮合周期内的人字齿轮啮合过程进行了仿真模拟,得到了其齿面瞬态接触应力变化曲线,同时也验证了齿面接触应力理论计算结果的准确性。(2)基于经验公式对人字齿轮传动副在喷油润滑和干摩擦两种工况下的齿面摩擦系数和齿面摩擦生热量进行了计算,并对其本体温度场进行了仿真求解。在此基础上,通过仿真研究了齿面对流换热系数和端面对流换热系数对齿轮本体温度场的影响规律。(3)对人字齿轮传动副的啮合过程进行了深入分析,通过仿真分析了啮合齿面的瞬时温度,得到了喷油润滑仿真求解所需的热边界条件;分别建立不同喷油距离和喷油方式下的人字齿轮计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真模型,研究了喷油速度对齿面对流换热系数的影响规律。(4)构建了开放式斜齿轮试验平台,采用欧普(Optris PI)红外热像仪测量了不同喷油方式下的齿面温度。将试验结果与仿真结果进行了对比,进一步验证了本文对人字齿轮传动副喷油润滑温度场仿真研究方法的有效性。