根据平面包络环面蜗杆传动的创成方法，建立了包含加工误差的蜗杆和蜗轮的齿面议程，分析了平面包络环面蜗杆传动和平面二次包络环面蜗杆传动的刚性啮合特性如误差对接触点的位置、齿面间隙、传动误差曲线和接触点在齿面上的轨迹的影响。研究了蜗杆和蜗轮齿面的非均匀有理B样条的精确表达方法，编制了相应的程序，构造出平面包络环厕上传动和二次秘络环面蜗杆传动的参数化实体几何模型，在此基础上应用罚函数接触有限元算法研究了平面包络环面蜗杆传动的弹性啮合特性，给出了载荷作用下接触区域的动态扩展的规律、接触区位置和面积、瞬时啮合齿对间的载荷分配和接触压力在接触区上的分布，统计得到了承载运时齿面上的接触区相对于理论啮合线位置发生的偏移模式，探讨了各种偏移模式产生的力学机理。建立了误差和载荷作用下的弹性变形等非共轭因素耦合作用的分析模型，考察了载荷的变化对承载接触特性的影响如瞬时接触齿对之间的载荷分配，接触区的宽度和面积等。利用光弹性应力冻结实验研究了平面包络环面蜗杆传动的弹性啮合特性，实验所得到的结果和计算结果对比的一致性表明接触有限元分析是正确可靠的。