随着采煤机械化迅猛发展,我国煤炭年产量不断创出新高,各大矿区薄煤层占比增加,市场需要高功率密度、高可靠性、高效率的较薄煤层采煤机。摇臂行星传动齿轮作为采煤机末端关键传动部件,其整体的温升、传动准确性、平稳性、载荷分布均匀性等方面,严重制约高功率密度采煤机的高效开采。基于传统弹性力学进行的齿轮修形,不能有效改善高功率密度摇臂传动性能。因此需要在弹性力学基础上,充分考虑齿轮传动的热效应影响,采用理论数值计算、有限元仿真分析相结合的方法,基于齿轮啮合原理、赫兹接触应力、振动模态分析、石川刚度模型、热力学、静力学等基础理论,系统研究行星传动齿轮的接触载荷、啮合刚度、本体温度场、热弹耦合接触啮合的静态特性,基于热弹耦合接触变形设计出精细化的修形方案。本文的主要研究内容总结如下:（1）在三维绘图软件中建立了摇臂行星传动齿轮系统的参数化模型,对实际啮合曲线进行坐标归一化处理,分别运用赫兹接触理论和有限元仿真分析的方法,得到了啮合齿轮副接触应力分布规律;基于石川模型当量齿形法,探究一对齿轮副的柔度、啮合刚度分布规律,为本体温度场载荷边界求解奠定基础。（2）利用数值解析法,基于热力学分析,建立了齿轮啮合传动本体温度场的精确模型,研究了各因素对温度场的影响,绘制平均热流密度、各部分对流换热系数分布曲线。运用有限元分析的方法,得到了齿轮热平衡的本体温度,沿啮合曲线呈现“凸型”分布,齿宽方向温度梯度变化较大,得到热弹顺序耦合的载荷边界条件。（3）在建立齿轮本体稳态温度模型基础上,通过有限元仿真分析的方法,分别研究了纯弹性分析、热弹耦合接触分析时,齿轮的Von Mises应力和变形的规律,验证了对行星传动齿轮进行热弹耦合分析研究的必要性。（4）阐述了直齿轮齿廓、齿向修形原理和修形公式,简单介绍了基于传统经验公式的齿廓和齿端修薄设计。重点基于热弹耦合接触分析,综合考虑行星传动齿轮啮合特性,进行齿廓修形和鼓形修形设计,得到符合实际工况的修形曲线。（5）通过选取4类修形设计检验指标,对三种修形设计方案进行数值计算和有限元仿真分析,验证了本文提出的基于热弹耦合接触分析的修形设计,优于基于传统经验公式的粗修形设计,显著优于不采取修形的设计。热弹耦合修形设计,可以为今后行星齿轮修形提供理论指导和技术支撑。