随着机械精度和测量精度的提高,由于机械热变形而引起的误差在机械精度中所占的比例不断提高。越来越多的国内外的科学工作者投入到机械热变形基础理论和工程实际应用的研究中。然而对于复杂的机械零部件的形体结构非相似性热变形研究较为少见。本文在国家自然科学基金项目“机械复杂形体热鲁棒性基础理论研究”(项目编号：51175142)和国家自然科学基金重大项目“功能形面结构与性能的耦合建模与影响机理研究”(项目编号：51490660/51490661)的支持下,以某汽车公司提供的常见型号汽车变速器为研究对象,对其箱体轴承孔的热变形的非相似性规律及其仿真方法进行了系统的探讨。本文完成的主要工作如下：系统介绍了国内外机械热变形的研究现状,说明机械热变形的研究意义；对国内外在关于汽车变速器箱体热变形研究历史、现状和存在的问题进行了总结。基于机械热变形的基础理论,提出热力转换理论,综合有限元算法,对复杂形体进行了热变形仿真分析,并通过规则形体零件的实验和仿真分析验证了该理论和仿真方法的可行性。采用自行研制的小阿贝误差三坐标测量系统,对汽车变速器箱体的轴承孔的热变形进行了测量。提出关联性双坐标函数绘图法等对实验数据进行分析,深入研究了轴承孔的热变形规律,及其各轴承孔圆心的空间偏移轨迹,计算了齿轮轴系两端轴承孔在热变形后的相对空间位置。在变速器箱体轴承孔的热变形分析基础上,研究了热变形对变速器啮合齿轮工作性能的影响。计算了热变形造成的啮合齿轮轴系对应装配孔的中心距误差和偏心误差,分析了齿轮啮合的重合度及瞬时传动比的变化规律。最后,对变速器箱体轴承孔的热变形情况进行了仿真分析,将通过热力转换后的结构力学仿真模型简化,把轴承孔周边的机械结构形体因素以施加面力载荷的形式参与建模。所得的仿真结果与实验数据相比对,验证仿真结果。