齿轮向着高精度、高寿命、轻量化等方向发展,齿轮的精度与使用寿命和齿轮副磨损紧密相关。齿轮副磨损中最常见的为粘着磨损,而齿面微观形貌是影响齿轮粘着磨损的关键因素,以往却很少有人探究。因此,本文以直齿轮为例,基于实验测量的粗糙表面形貌,推导抛物面形微凸体群半解析几何模型,重构三维粗糙表面微凸体群,分析粗糙表面间的实际接触压力与接触面积及粗糙混合粘接界面的剪切强度。建立考虑修正啮合刚度与载荷分配系数的粗糙齿面粘着磨损计算模型,深入探究粗糙齿面形貌、齿面啮合刚度及磨损深度三者之间的相互关系。主要研究内容与结论如下:（1）基于最高峰的谷峰比原则,建立一种新的三维粗糙表面抛物面形微凸体群模型。首先,基于最小二乘法推导了单个抛物面形微凸体形状方程。根据连通域原理,将粗糙表面划分成若干连通区域。在每个连通区域中,利用最高峰的谷峰比找出每个微凸体的中心及其投影区域。基于微凸体的所占区域与形状方程,将粗糙表面重构成微凸体群。基于模拟退火算法,计算粗糙表面与重构的微凸体群之间最小的轮廓误差,从而得到最优的谷峰比。最后结果表明,最优的谷峰比区间为[0.01,0.1]。基于提出模型与传统九点法,研究不同仿真表面、测量表面及不同采样间隔下的轮廓拟合误差。与传统九点法相比,提出模型计算具有突变轮廓的表面拟合误差明显较优;微凸体群之间不会发生干涉现象;不同采样间隔下可以获得更稳定的粗糙表面参数。通过与九点法的结果对比,验证提出模型的有效性。（2）基于测量粗糙表面,采用ZMC模型,针对不同采样间隔下,粗糙表面间之间的弹塑性接触情况（实际接触面积与实际接触载荷）。分析真实接触面积为名义接触面积的30%时的微凸体接触及粗糙表面接触特性在混合粘接界面的应用。结果表明:提出模型计算的实际接触面积与实际接触载荷曲线更加稳定;当真实接触面积为名义接触面积的30%时的微凸体接触情况。随着采样间隔的增加,弹性阶段微凸体比例增加,塑性阶段微凸体所占比例减小;为达到同样的剪切强度,强厌氧胶粘剂的实际接触面积要远小于弱厌氧胶粘剂。（3）基于双齿啮合时的几何位置关系,提出一种考虑修正载荷分配系数的粗糙齿面粘着磨损计算模型。基于势能法计算了光滑直齿轮的初始啮合刚度。考虑双齿对啮合阶段的几何位置关系,引入粗糙齿面形貌与累积磨损量,修正了粗糙齿面的啮合刚度。基于齿轮修正啮合刚度,计算了齿轮上的修正载荷分配系数。接着,将直齿轮副接触等效为两个变曲率半径的圆柱接触,基于赫兹接触理论,计算齿轮啮合线上各点的接触压力。结合计算的接触压力与滑移距离,采用Archard模型,计算齿轮啮合线上各点的磨损深度。（4）对提出的含修正载荷分配系数的粗糙齿面粘着磨损模型进行深入分析,通过与Flodin模型结果对比,验证模型的有效性。基于快速傅里叶变换仿真的粗糙表面,利用提出模型研究不同粗糙度的粗糙齿面对磨损深度及齿面啮合刚度的影响。以双齿啮合区具体的两啮合点为例,详细探讨在磨损过程中,粗糙齿面形貌、齿面啮合刚度及磨损深度之间的相互影响关系并分析齿面的粗糙度在啮合周期中的变化情况。最后,分析不同模数、齿宽、输入扭矩及磨损周期对齿面啮合刚度、载荷分配系数、磨损深度的影响。结果表明:I)粗糙齿面计算的载荷分配系数、啮合刚度与磨损深度随着光滑表面计算的结果上下震荡波动。随着粗糙度（Ra）的增大,其震荡波动幅度也越大。II)磨损深度取决于齿对轮廓误差E12大小而不是粗糙齿面的粗糙度（Ra）大小。III)随着磨损的进行,齿面粗糙度先减小后增大。IV)随着模数与齿宽的减小或者输入扭矩与啮合周期的增加,齿轮副磨损深度与粗糙度增大。