传动螺旋副在机械装备中被广泛使用，其可以将直线和旋转两种运动相互转换，在机械装备的动力机构和执行机构之间起到了媒介的作用。而由于传动螺旋副结构的影响，螺母螺牙部分的变形不均匀，造成了螺母两端的螺牙出现了应力集中的现象。同时在滑动螺旋副的螺杆和螺母的旋合区域上，润滑油不能充分分布在旋合面，容易造成摩擦系数过大，并导致螺杆和螺母的啮合面磨损加快。因此，传动螺旋副特别是重载传动螺旋副需要解决的关键问题就是使螺牙承载能力均匀，减小应力集中，降低摩擦磨损，提高传动精度和使用寿命。　　由于目前在对螺旋副的研究中，大部分都把螺旋副近视成二维或轴对称的理想化模型，从而忽略了螺纹升角、扭矩和动态摩擦等因素对螺母受力的影响。因此，本文通过对传动螺旋副的力学模型分析，基于有限元理论着重研究了三维传动螺旋副的螺母受力情况，并根据螺母上出现的应力分布不均和集中问题，提出了螺母结构的优化方案。　　首先，建立与实际情况相同的三维传动螺旋副模型，并基于静力学理论和有限元法对其进行数值模拟。发现螺母的应力主要集中在两端的螺牙上，并且受力端的螺牙最大应力较约束端的大。同时，螺牙上的应力主要集中在根部区域，而下螺根的应力较上螺根的大。还发现在螺杆和螺母的完全旋合区域中，螺牙最大应力在轴向上的分布规律同螺牙下螺根应力在螺旋线上的分布规律一致，都呈现从螺母受力端至约束端，应力先减少后增大。　　其次，对二级阶梯式螺母传动螺旋副进行模拟分析，发现阶梯结构可有效改变螺牙应力分布情况。并通过设计16组正交实验来研究螺母与螺母套的公差配合参数对螺母受力的影响规律，并得到最优的公差配合组合为一级阶梯接触面过盈量t1=0.055mm，二级阶梯接触面过盈量 t2=0.04mm，一级阶梯高度接触面过盈量h1=0.04mm和二级阶梯高度接触面过盈量h2=-0.04mm。　　再次，对带衬层螺母传动螺旋副进行受力分析，研究衬层弹性模量和厚度对螺母受力的影响。结果表明，衬层结构使得螺母整体应力水平和分布均匀化程度得到了显著改善，同时随着衬层弹性模量和厚度的增加，螺母整体应力水平也随之减小，但应力均匀化程度则变化不明显。　　最后，本文对一种带油槽的新型螺母结构进行受力分析，发现油槽区域的螺牙应力同比普通螺母的有了较大的提高。并通过对三组不同位置油槽螺母进行模拟分析，发现螺母上下两端附近的油槽区域上的螺牙应力较中间的增比大，可知油槽位置应设置在螺母的中间。同时，在螺母承受相同的载荷下，摩擦系数的大小对螺牙应力的分布影响不大。