螺旋锥齿轮是传递相交轴或交错轴运动和动力的机械元件。螺旋锥齿轮具有重合度高、传动平稳、噪声低、承载能力大和传动比大等优点,因此被广泛应用于汽车、船舶、航空、航天、机床和工程机械等领域。螺旋锥齿轮的齿面接触区、传动误差和齿间载荷分配等是影响其动力传动的平稳性、振动、噪声、动刚度和动强度等的重要因素。螺旋锥齿轮的接触特性一直是国内外学者的重要研究方向,但是现有研究在优化方法、齿轮模型、位置偏差分析、载荷分析和试验验证等方面还存在一些不足。因此本文以空间啮合理论为基础,从齿面接触区和传动误差曲线的全局优化设计方法出发,考虑相对位置偏差的影响,进行螺旋锥齿轮传动系统的加载齿面接触特性分析,并利用试验检测手段进行验证。本文的主要研究成果如下：(1)提出了新的确定准双曲面齿轮各节锥参数之间几何关系的计算公式,基于此计算公式提出新的大轮产形轮和小轮产形轮节锥参数的计算方法；(2)提出了以长半轴l1、方向角y和交点纵坐标δ为优化目标,以法曲率Afl、法曲率Bf1,和短程挠率Cf1,为控制参数,以复合形法约束处理的遗传算法为求解途径的齿面接触特性全局优化设计方法；(3)建立了考虑安装位置偏差的啮合方程,分析了各个偏差对接触特性的影响敏感程度,得出小轮轴向位置偏差ΔH和偏置距偏差△V的敏感程度较高；(4)对齿轮副轴线偏差进行数学描述和定义,建立了考虑轴线偏差的多齿啮合方程,得出轴线偏差与安装位置偏差之间的内在联系,进行了大轮和小轮轴线偏差角度ψ20和ψ10的优化取值分析；(5)建立了精确的大轮和小轮齿根过渡曲面的数学模型,建立了适合进行准静态加载齿面接触分析的螺旋锥齿轮传动系统有限元分析模型,得到齿面接触应力、齿根弯曲应力和传动误差随载荷的变化情况；(6)研制了宽域螺旋锥齿轮传动工作性能试验系统,论述了齿面接触区和齿根弯曲应力检测的试验原理并进行试验验证,将试验结果与仿真结果进行比较分析,结果表明两者的一致性较好。