弧齿锥齿轮传动具有传动平稳、承载能力强、传动效率高、传动比稳定、噪声较小等优点,广泛应用于汽车、航空、船舶、采矿等工程机械领域中。弧齿锥齿轮齿面结构较为复杂,加上制造过程中修形的影响,其啮合质量的控制比较困难,引入的误差和变形等会造成系统的振动和噪声。而从轮齿层面考虑真实啮合情况,可以消除齿轮模型的均化效应,能够准确地反映系统的动力学特性,对系统的可靠性和优化设计具有重要意义。因此,本文以基于加工原理和机床设置参数得到的弧齿锥齿轮为研究对象,以轮齿接触为基本计算单元,对弧齿锥齿轮进行了动态接触模型的建立和动力学特性的研究。基于弧齿锥齿轮的加工原理和实际机床参数,建立弧齿锥齿轮齿面方程,求解齿面离散点坐标并得到相应齿轮模型。根据齿面向量间的关系,建立齿轮的齿面接触方程和边缘接触方程。求解大小齿轮齿面接触轨迹和传动误差曲线,研究安装误差对齿面接触分析的影响。研究弧齿锥齿轮单齿时变啮合刚度和综合时变啮合刚度的计算方法,基于接触有限元分析原理,对齿轮进行承载接触分析,计算啮合状态下弧齿锥齿轮的各个啮合对的等效作用位置、等效作用力和综合弹性变形量/综合时变啮合刚度等,分析齿轮和轮齿啮合刚度的非线性特性。分析轮齿动态接触过程中的接触参数计算方法和接触力的表达形式,建立考虑轮齿时变啮合刚度、动态传动误差和齿侧间隙等非线性因素的轮齿动态接触模型,准确计算轮齿动态接触力。基于轮齿接触模型推导多齿接触判断条件,建立齿轮动态接触模型。基于ADAMS的用户子程序,实现轮齿动态接触模型中的复杂函数的计算和多齿接触的判断,完成齿轮动态接触模型的建立。搭建编译和仿真平台,对弧齿锥齿轮模型进行动态响应特性和动态接触力特性的分析,验证模型的准确性。