航空发动机作为飞机的动力系统,反映了一个国家的科技水平和国防实力。航空发动机的生产与制造涉及到机械、制造、材料和能源等众多领域。航空发动机的失效往往会造成灾难性的后果,因此进行航空发动机的可靠性与耐久性设计是十分必要的。齿轮作为航空发动机传动系统的主要零部件,往往在极端工况下工作,承受着复杂的交变载荷,其失效会直接导致航空发动机传动系统出现故障,因此需要对齿轮的强度和耐久性进行分析,并提出改善齿轮传动系统强度的措施。本文以某型号航空发动机传动系统的齿轮作为研究对象,对齿轮传动的耐久性问题进行了如下研究:通过使用弹性力学中的赫兹公式进行齿面接触应力的计算,同时基于M-B分形接触模型分析表面粗糙度对模型中真实接触面积的影响,从而完成不同表面粗糙度下齿面的接触应力计算,分析表面粗糙度对齿轮接触应力的影响。考虑齿轮受载的弹性变形引起的啮合干涉问题,进行齿廓修形齿轮的设计,并通过三维建模软件建立齿廓修形齿轮的模型,在ANSYS Workbench中通过瞬态动力学仿真的方法观察齿廓修形前后齿轮表面的最大接触应力及应力时间历程的变化情况,分析齿廓修形对齿廓啮合干涉及接触应力大小的改善情况。针对齿轮的初始装配误差,进行齿向修形齿轮的设计,建立齿向修形齿轮的模型,并在模型装配中考虑了轴线平行度误差,通过瞬态动力学仿真的方式对存在轴线平行度误差的未修形齿轮和修形齿轮的接触应力分布进行对比分析,分析齿向修形对齿轮偏载的改善作用。使用静力学有限元方法得出不同工况参数下未修形齿轮、齿廓修形齿轮和齿向修形齿轮的接触应力大小。在此基础上对齿轮的平均应力进行修正,得到等效的对称循环应力。然后使用名义应力法对三种不同工况下修形前后齿轮的疲劳寿命进行了计算。基于应力-强度干涉模型进行齿轮的可靠度计算,将齿轮接触应力计算公式和强度计算公式中的参数看作随机变量,在确定它们的均值和标准差后,使用变异系数法进行应力和强度分布的均值和标准差的计算,使用蒙特卡罗法进行模拟,完成可靠度的计算。并以齿轮的体积最小为优化目标,以齿轮的结构要求、传动性能要求以及可靠度要求作为约束条件,进行齿轮尺寸参数的优化设计。