齿轮传动是机械传动主要的形式之一,它具有传动比范围大、传动效率高、功率范围广、结构紧凑等一系列优点。随着科学技术的发展,所要求的传动速度在不断提高,例如在高速动车组、航空航天等领域齿轮传动越来越受人们的关注。疲劳失效是齿轮零件最主要的失效形式,齿轮零件在实际工作过程中承受的是随机载荷。通过对载荷谱进行采集、统计分析,可知随机载荷一般服从连续型概率分布,例如指数分布、正态分布、极值分布和三参数威布尔分布,而三参数威布尔分布是一种更为普遍的分布形式,其它分布都可以看作三参数威布尔分布的特殊分布类型。本文在随机载荷服从三参数威布尔分布条件下对齿轮的弯曲强度进行了理论分析和试验研究。本文由国家科技支撑计划课题“大功率风电机组研制与示范”子课题“1.5MW以上风电机组齿轮箱的研制及产业化”(项目编号:2006036004099)资助。文中利用疲劳损伤等效理论推导了随机载荷的等效载荷的计算公式,同时分析了三个参数对等效载荷、载荷比例系数的影响规律,并就载荷的波动程度对载荷谱的影响规律进行了理论研究。在相同均值和材料系数条件下对随机载荷服从正态分布和三参数威布尔分布的等效载荷进行了对比分析,发现相同变异系数时三参数威布尔分布下齿轮的弯曲疲劳强度要小于正态分布下的疲劳强度。推导了随机载荷下齿轮弯曲疲劳强度的理论计算公式,选取了合适的参数,编制了试验用随机载荷谱,并推导了在随机载荷服从三参数威布尔分布下齿轮弯曲疲劳强度的理论值。在MTS材料疲劳试验机上进行了齿轮弯曲疲劳试验,并对试验结果进行统计分析,验证了理论分析的正确性和可行性。对恒载荷下、正态分布下以及三参数威布尔分布下的试验结果进行了详细的对比分析。本文通过系统分析,总结归纳了载荷谱分布参数对齿轮寿命的影响,论文结果对齿轮在随机工况下的设计和优化起到一定的指导和借鉴意义。