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弧齿锥齿轮在直升机的传动系统中起着举足轻重的作用。当武装直升机传动系统在作战中中弹漏油后，弧齿锥齿轮将经历乏油润滑，边界润滑和干运转的工作状态，出现失去润滑的极端工况，传动系统的工作时间决定着直升机的战场作战能力和机组人员的生命安全。为了预测传动系统在失去润滑情况下的生存能力，进行传动系统的弧齿锥齿轮在边界润滑下的分析是非常必要的。边界润滑是一种特殊润滑状态，指摩擦界面上存在着一层与介质的性质不同的膜，这种膜具有良好的润滑性能，这种润滑状态称为边界润滑[1]。确定边界润滑膜的失效准则是对于弧齿锥齿轮在边界润滑状态下的寿命预测的关键，同时要围绕着接触区边界膜的变化，寻找一种能够准确确定失效的分析方法，建立适合弧齿锥齿轮边界润滑的相关分析模型，获得边界膜失效的时间，为提高弧齿锥齿轮及传动系统的高可靠性、高生存力奠定基础。
本文从弧齿锥齿轮啮合原理、摩擦学、传热学等基本理论出发，主要研究弧齿锥齿轮在边界润滑状态下的瞬态热分析。
（1）以边界润滑基本理论为基础，探讨了吸附膜和化学反应膜的形成机理。根据物理化学理论及边界润滑膜的形成机理，通过吸附热和活化能，推导了弧齿锥齿轮边界润滑临界失效温度方程，提出了边界润滑失效准则——温度准则。
（2）根据传热学理论和弧齿锥齿轮的啮合特性，给出了边界润滑下瞬态热分析导热微分方程和各界面的边界条件，提出了弧齿锥齿轮瞬态热分析方法，并进行了分析。
（3）基于轮齿加载接触分析，确定齿轮啮合过程中大、小轮的接触载荷和相对滑动速度，推导了边界润滑条件下齿面接触点摩擦系数及啮合过程中摩擦热流量的计算方法。建立了边界润滑条件下弧齿锥齿轮大小端面、轮齿啮合面以及其它轮齿表面的对流换热系数的计算模型，为评价高速运转的弧齿锥齿轮热传导行为提供了一种分析方法，同时也为有限元法精确求解轮齿的温度分布提供了数量化的边界条件。
（4）建立了适合边界润滑的弧齿锥齿轮热分析有限元模型，模拟出每个啮合周期内接触点的生热和散热过程。讨论了不同转速条件下轮齿瞬态温度场的变化，根据瞬态温度场分析和临界失效温度模型结果，分析了边界润滑状态持续的时间，从而求得不同转速的弧齿锥齿轮在边界润滑状态下的寿命。讨论了转速对边界润滑膜寿命的影响，为解决工程实际问题提供理论依据。