传动螺旋副可以将旋转和直线两种不同的运动方式互相转化，在机械设备的传动装置中起到了至关重要的作用，因此广泛的应用于机械制造行业。滑动螺旋副的螺牙是一个非常复杂和特殊的空间结构，再加上生产工艺复杂导致其加工精度不高，因此在工作过程中容易造成螺牙变形不均匀，就会出现螺牙承载能力不均匀并且在螺牙的牙根出现应力集中的现象。螺牙受力的基本情况是螺母两端的螺牙啮合面承载大，中间螺牙啮合面承载小。由于滑动螺旋副的摩擦系数大，会导致螺母两端的螺牙啮合面加速磨损，不仅严重影响传动精度，而且会导致螺牙发生疲劳破坏。因此，对于滑动螺旋副需要解决的问题就是使螺牙承受载荷的能力均匀化，减小应力集中，减小摩擦磨损，提高其稳定性和使用寿命。　　本文基于传动螺旋副的数值解析解理论，结合有限元模拟分析其受力情况，着重研究了传动螺旋副的螺母的应力应变和位移的分布情况，并针对应力分布不均匀和应力集中提出了结构优化的解决方案。　　首先，将传动螺旋副简化为二维轴对称模型，研究了普通传动螺旋副在工作过程中螺母的应力、应变和位移变化情况。发现在径向方向随着直径增大应力逐渐减小，在轴向方向螺母两端的螺牙应力大，中间螺牙应力小，其中受力端螺牙压力大于非受力端螺牙应力，另外在螺牙牙根有明显应力集中现象。还发现从非受力端到受力端螺牙的位移从小到大依次增加。　　其次，研究了二级阶梯式螺母传动螺旋副的受力情况，通过ANSYS的APDL语言编程调整螺母与螺母套之间尺寸的公差配合。发现可以有效的改变螺母螺牙的承载情况，最后根据应力标准差总结出公差改变对螺母受力的影响规律，并找到使螺母螺牙应力均匀分布的最佳公差配合方案，参数为tnd1=0.065，tnd2=0.036，tnh1=-0.08，应力平均值为56.24MPa，标准差为12.02。　　再次，本文通过分析复合材料的弹性模量以及衬层的厚度和形状对螺母应力分布的影响。发现随着衬层弹性模量增加螺母螺牙应力逐渐减小，随着衬层厚度的增加螺母螺牙应力也逐渐减小，弹性模量和厚度对接触压应力和位移影响很小。还发现在相同条件下，分段衬层螺母螺牙的应力水平在无衬层螺母和整体式衬层螺母之间，但是分段式衬层螺母螺牙的接触压应力却在两者之上，分段衬层对螺牙位移影响也很小。　　最后，通过平面应变实验研究传动螺旋副螺牙应力应变分布和螺牙接触压力分布情况。用非接触式应变测量仪对平面齿条螺杆和螺母进行测量，得到齿牙的应变和位移变化情况。用压力感应胶片测量齿牙之间接触压力，得到接触压应力变化情况。发现位移和应变和接触压力都与有限元模拟结果有很好的相似性，说明平面应变测量对传动螺旋副受力分布的研究开辟了一条新的道路。