齿轮传动系统作为机械装备的核心组成机构之一,是决定整机性能的主要装备,而充分润滑是确保齿轮传动系统正常运转的必要条件。现代齿轮传动系统向高速重载方向发展,传动系统对润滑性能的要求也逐渐提高,恶劣的工作环境会使齿轮啮合界面无法形成有效油膜,导致传动效率和可靠性下降。因此,有必要对高速重载齿轮啮合界面进行混合润滑仿真,以准确获取啮合界面混合润滑特性参数,提出优化建议,确保齿轮传动系统处于良好的润滑状态。本文针对上述问题,建立了基于微观形貌的直齿轮啮合界面有限元模型,研究了微观形貌对润滑性能的影响,搭建了混合润滑数字化仿真平台,计算了齿轮啮合界面的混合润滑特性参数,探寻齿轮啮合界面最大摩擦系数所在的啮合位置以及润滑系统的最优供油量,主要研究内容及结论如下:（1）混合润滑有限元仿真计算。对直齿轮啮合过程进行分析,精准获取齿轮啮合界面边界条件。基于ADINA建立带粗糙度的直齿轮仿真模型并开发了考虑流变特性的材料模型。之后通过点接触实验和线接触经验公式,对比实验、经验公式与仿真计算三者的计算结果,确保仿真方法可靠性。（2）微观形貌对混合润滑性能的影响研究。对不同粗糙度幅值、波长及纹理方向的仿真模型进行仿真计算,研究得出:幅值对膜厚影响较大,当啮合界面处于混合润滑状态,且膜厚比低于某一临界值时,油膜厚度分布会出现较多断裂,摩擦系数增速加快;当膜厚比高于某一临界值时,波长对摩擦系数影响可以忽略;当膜厚比在一定范围内时,横向粗糙度纹理有助于增大油膜厚度,减小油膜间剪切力。（3）直齿轮混合润滑数字化仿真平台开发。基于MATLAB和ADINA流固耦合模块,开发了直齿轮混合润滑数字化仿真平台,平台由形貌数据处理模块、混合润滑模型模块、材料开发模块、仿真计算模块以及后处理模块等多个部分组成,实现了从实验处理到仿真结果的分析的全流程自动化。（4）直齿轮齿面润滑性能与乏油润滑性能分析。研究齿轮整个啮合界面的润滑特性参数,探寻整个啮合界面摩擦系数最大的啮合位置,并分析该位置不同油气比例下齿轮的摩擦性能,研究得出:靠近啮入侧的啮合位置摩擦系数相对最大,且当油气比例低于某一临界值时啮合界面的油膜承载能力降低较快,摩擦系数增幅较大。