随着风电机组齿轮箱扭矩密度的提升，行星传动装置中渐开线平齿根花键已经满足不了目前齿轮箱轻量化设计的需求。针对这一问题，提出了一种将齿轮箱内部传统的渐开线平齿根花键优化为渐开线齿形花键的方法。首先，优化了渐开线齿形花键的齿廓变位系数、齿根高及齿顶高变位系数等，提高了花键的传扭能力；然后，研究了渐开线齿形花键结构，调整了其齿厚公差，使太阳轮可以正常浮动，以补偿齿轮啮合的对中偏差，降低了不均载系数，提高了齿轮箱内部齿轮的承载能力；分析了花键齿面载荷分布，对花键进行了齿向修鼓和螺旋角修形，改善了花键齿宽载荷分布，避免了花键轮齿端部受载过高，延长了花键联接的使用寿命；最后，使用工程算法，校核了花键抗剪切、抗磨损及花键连接本体强度等；通过齿轮箱相关试验，分析了齿轮箱拆检后花键齿面啮合情况，验证了渐开线齿形花键的扭矩传递能力。研究结果表明：采用渐开线齿形花键，通过优化其参数，可以提高花键的齿面接触强度，花键的扭矩传递能力提高了约10%,齿形花键的扭矩传递能力得到了实例验证。