目前,国内外齿轮传动基础试验数据匮乏,尤其是弧齿锥齿轮受力情况极为复杂,国内外几乎没有系统性的试验研究,数据大量借鉴圆柱齿轮的试验数据,其理论分析缺乏准确的试验数据支撑,在设计方面长期存在安全裕量难以把控的问题。因此,迫切需要一套满足弧齿锥齿轮强度试验的锥齿轮疲劳试验方法。鉴于此,本文基于圆柱齿轮弯曲疲劳强度试验方法,设计了一套弯曲疲劳强度试验方法,并根据上述方法设计了一套符合要求的弧齿锥齿轮。最后对弧齿锥齿轮进行了有限元疲劳寿命仿真与试验台运转试验。本文主要研究内容与结论如下:(1)对圆柱齿轮弯曲疲劳强度试验方法进行了介绍,并根据该方法推导出适用于锥齿轮的弯曲疲劳强度试验方法。设计了一对符合要求的弧齿锥齿轮,确定了使用20CrNiMo作为试验锥齿轮的材料,并根据该材料的圆柱齿轮弯曲疲劳极限、试验锥齿轮的使用环境、几何参数等预测出了试验锥齿轮的极限扭矩范围,最后得出了施加扭矩与小轮齿根弯曲应力之间的转换关系,为后续仿真与试验提供了数据支撑。(2)对试验锥齿轮进行了精准建模,根据V-H接触区检验原理,分别将试验锥齿轮齿面接触调整为大端、中端、小端,并将齿轮进行切分与保存。应用有限元软件ANSYS Workbench分别对三种试验锥齿轮齿面接触区进行瞬态动力学分析,得到了三种不同齿面接触区的齿面接触应力与齿根弯曲应力,并对数据进行了整理与分析。(3)运用疲劳寿命分析软件ANSYS nCode DesignLife,对试验锥齿轮进行三种存活率下的寿命计算,得到疲劳寿命云图。采用逐次逼近法进行多次计算,从而得到采用20CrNiMo为弧齿锥齿轮轮齿材料的P-S-N曲线。(4)基于罗卡提快速试验测定法进行锥齿轮的齿根弯曲疲劳试验,并对试验结果进行统计与分析,得出20CrNiMo作为齿轮锥齿轮材料时的齿根弯曲疲劳极限值。验证了疲劳寿命仿真结果的正确性。论文对锥齿轮有限元疲劳寿命仿真与试验分析方法进行了较系统的研究,为锥齿轮强度设计及进一步试验研究提供了有益的借鉴。