齿轮驱动风扇发动机与传统的涡扇发动机相比,在风扇和涡轮机之间增加了星型齿轮箱,使得风扇和涡轮机能在最佳的转速和效率运行,因此设计高效率星型齿轮传动系统对提升发动机效率降低油耗具有重要意义。基于此,本文以人字齿星型齿轮传动系统的动态效率为研究目标,开展了齿轮啮合有限元仿真、齿轮动力学方面的研究。齿轮啮合有限元仿真中,建立斜齿轮单对齿啮合有限元模型,提出一种基于斜齿轮啮合特性的网格单元划分方法,采用循环加载法对齿面网格节点依次加载,通过有限元计算求得齿面柔度矩阵。在此基础上,建立轮齿啮合接触模型,通过引入边界条件及变形协调条件,建立平衡方程,求解获得轮齿啮合时变刚度、齿间载荷分配系数及齿面载荷分配系数。齿轮动力学研究中,采用集中质量法建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度的内/外啮合人字齿轮副动力学模型,同时考虑了轴向振动及左右两端齿轮振动的相互影响;采用龙格库塔(Runge-kutta)法求解动力学方程,获得动态啮合力,将其代入轮齿啮合接触模型获得齿面压力分布;选取基于弹流润滑理论的摩擦系数计算方法,建立啮合功率损失计算模型;分析了齿轮副宏观、微观结构参数及润滑参数对啮合效率的影响,提出人字齿轮副啮合效率优化模型。最后,建立考虑齿面摩擦、时变啮合刚度的人字齿星型齿轮传动系统动力学模型,求解得到精确的齿面载荷分布,并分析了星型齿轮传动系统的振动特性。建立星型齿轮传动系统啮合功率损失计算模型,对人字齿星型齿轮传动系统效率进行参数影响分析,并进行效率优化;通过算例分析,论证优化方法的有效性。