高端装备制造业对齿轮综合性能的要求越来越苛刻,其中齿面粘着磨损与接触疲劳破坏是其主要的两种失效形式。为提高齿面的综合性能,各种齿轮强化工艺层出不穷。其中,喷丸强化是提高齿轮疲劳强度的一种重要冷加工工艺,因其具有成本廉价、高生产率等优点,近年来得到了迅速的推广与应用。本文通过对齿轮试件进行喷丸强化试验和数值仿真,分析了喷丸强化处理对试件表面综合性能的影响,并将喷丸强化应用到标准渐开线直齿轮上,最后基于混合弹流润滑理论和分别齿面接触疲劳寿命计算方法研究了喷丸强化对齿轮粘着磨损和疲劳寿命的影响,为齿轮喷丸强化提供一定的指导性建议与理论依据。主要研究内容如下:（1）齿轮试件的喷丸强化试验研究。通过对未渗碳淬火过的45钢试件进行喷丸强化处理,比较了喷丸前后试样的表面粗糙度、表面硬度及残余应力。结果表明,喷丸强化处理后,试件的表面粗糙度与表面硬度均有大幅提高,且亚表面的残余应力由拉应力转化为压应力。（2）喷丸数值仿真的建模与计算。利用试验测量结果,分别从残余应力和表面粗糙度两方面验证有限元与离散元（FEM-DEM）耦合模型。基于验证的耦合模型对喷丸强化开展更深入的参数研究,研究了表面覆盖率、喷丸强度及弹丸直径等对残余应力与表面粗糙度的影响。结果显示,提高表面覆盖率与喷丸强度均可以提高残余压应力,同时也增大了表面粗糙度,但在表面覆盖率达到饱和时,喷丸强度比表面覆盖率的影响更显著。相同条件下,采用小直径弹丸可增大残余压应力峰值,而大直径弹丸有利于提高残余压应力层的厚度和降低表面粗糙度。工件在喷丸强化处理前的粗糙度过大时,可以采用提高表面覆盖率的方法增大残余压应力。（3）喷丸齿轮粘着磨损的计算。建立考虑接触温度的直齿轮在混合润滑下的磨损模型,结合试验测量的表面粗糙度和表面硬度,分别计算喷丸前后的齿面磨损深度,分析喷丸强化对齿轮粘着磨损的影响。结果表明,由于试件未渗碳淬火,硬度较低,喷丸后的表面粗糙度大幅增加,导致喷丸齿面的磨损深度增加。（4）喷丸齿轮接触疲劳寿命的计算。基于直齿轮接触分析模型与Matake多轴疲劳准则,提出一种直齿轮接触疲劳寿命的计算方法,利用该方法分别计算喷丸前后直齿轮的接触疲劳寿命,分析喷丸强化对齿面接触疲劳寿命的影响。计算结果表明,喷丸强化可以有效提高齿面的接触疲劳强度。