船用齿轮箱是各种船舶必备的减速机构和推进系统之一,其综合质量直接关系到船舶的整体性能。船用齿轮箱必须在满足长寿命和高可靠性的同时,尽可能减少重量、提高抗冲击性能等。本课题来源于浙江省科技厅重大专项项目《大功率船用齿轮箱关键技术的研究与应用》,以某型号大功率船用齿轮箱为研究对象,采用理论分析、数学模型计算和数值模拟计算等方法重点研究了齿轮箱在各工况下的强度、刚度以及振动特性,并对箱体进行结构优化,同时对齿轮进行修形优化,最后对结构优化后的齿轮箱进行了强度、刚度重分析及其抗冲击性能评估。本文主要工作内容如下：首先,建立齿轮箱实体模型,对齿轮箱箱体结构进行静力学分析,得出箱体在各工况下的应力及应变情况,同时,对箱体的强度和刚度进行评估；并基于Block Lanczos法,通过Nastran求解器对齿轮箱模型进行约束模态分析,得到齿轮箱的固有频率及其对应各阶振型之间的关系；其次,对箱体和齿轮进行优化。其中对箱体进行结构优化,并对优化前后的静力分析结果进行了对比；应用MASTA软件对齿轮进行修形优化,并对修形前后的齿轮齿面接触应力、齿根弯曲综合应力、两轮啮合的传递误差、传递误差幅值、齿轮接触线载荷分布以及损伤率和安全系数分别进行了比较。最后,对优化后的齿轮箱进行重新装配,应用三维动态设计分析方法(DDAM)对结构优化后的齿轮箱进行频域抗冲击数值实验,根据冲击能力合格判据,评估了优化后的齿轮箱的抗冲击性能。