人字齿轮具有高重合度、低轴向力、高承载能力和平稳传动等优点,广泛应用于高转速、高负荷分流传动装置中。人字齿轮啮合过程中,由于热弹变形、加工误差等因素的影响,轮齿啮入啮出时产生干涉,恶化啮合性能,并加剧齿轮系统振动噪声。轮齿修形在有效减小轮齿啮合冲击的同时,其齿轮时变啮合刚度、齿面法向载荷、齿面摩擦力及摩擦力矩等动态激励也将产生较大变化,从而影响齿轮系统的动态特性,因此开展人字齿轮系统复合修形及啮合性能影响规律研究,对高速重载齿轮装置减振降噪具有重要的理论意义及工程价值。本文针对航空齿轮传动涡扇（GTF）发动机星形人字齿轮系统,开展人字齿轮副低滑移率参数优化、复合修形齿面设计、时变啮合刚度计算以及系统动力学特性研究。论文的主要研究工作如下:（1）基于齿轮副啮合运动关系,计算了人字齿轮副滑移率,分析了齿轮参数对滑移率的影响规律;以齿轮基本参数为设计变量,低滑移率为设计目标对星形人字齿轮副进行参数优化;分析了优化前后齿面热流密度,通过星形人字齿轮系统温度场及热弹耦合仿真分析,得出低滑移率参数优化能显著降低齿轮温升。（2）基于热弹耦合分析所得轮齿干涉量及齿面温度,计算了齿轮副修形参数;采用修形曲线代替齿条直线齿廓实现齿廓修形,控制砂轮磨削进给运动实现齿向修形,推导复合修形齿面方程,建立了人字齿轮精确参数化模型;通过修形前后齿轮副有限元仿真,得出修形后齿面接触区减小,接触应力均化,其值有所减小。（3）考虑轮齿修形和受载变形对齿轮副重合度及接触状态的影响,提出了计及修形参数和退刀槽宽度的人字齿轮副啮合刚度精确计算方法,并进行数值验证;分析了退刀槽宽度、修形参数及输入转矩等对人字齿轮副重合度和啮合刚度的影响规律,得出修形后人字齿轮副重合度和啮合刚度均有所减小。（4）基于人字齿轮时变啮合刚度和切片思想,求解了人字齿轮法向齿面载荷和摩擦激励分布规律;结合各个太阳轮-行星轮和行星轮-内齿圈齿轮副间的啮合相位关系,并综合考虑时变啮合刚度、摩擦激励、啮合冲击、加工误差等因素,采用集中参数法建立了星形人字齿轮系统动力学模型,分析了系统的动力学特性,得出轮齿复合修形能有效改善齿面载荷分布,减小啮合冲击和系统振动。