在海洋石油勘探开发中,自升式海洋平台是使用数量最多的平台。自升式平台主要采用齿轮齿条升降系统,目前的升降系统均需要进口。自升式平台齿轮齿条强度是我国自主研发自升式平台升降系统的关键技术之一。本文的研究内容主要有以下几个方面:1、齿轮齿条的啮合是一个动态过程。本文首先采用ANSYS软件建立了齿轮齿条的二维数值模型,基于该模型研究其在预压升降过程中齿面和齿根的应力变化;2、根据齿轮齿条啮合的二维动态分析结果,确定齿轮齿条在啮合过程中的危险位置,进一步建立齿轮齿条的局部三维数值模型,对齿面和齿根做进一步精细分析。通过分析齿轮齿条在不同啮合位置时的Von mises应力和齿面接触应力的分布情况,并将其与公式计算结果相比较,认为基于有限元方法的数值结果可以作为该齿轮齿条强度分析的依据;3、应用齿轮齿条三维精细分析结果,对齿根过渡圆角和齿条齿宽进行了优化。研究结果表明,适当增大齿条齿宽可以减小齿轮齿条的接触应力,增大齿轮齿条的齿根圆角半径可以提高齿轮齿条的齿根弯曲强度;4、考虑到齿轮齿条啮合接触的超高应力,部分区域已进入塑性,因此本文建立了含硬化层的齿轮齿条三维弹塑性数值模型。对于硬化处理失败和硬化层被磨损掉的齿轮,则按无硬化层的弹塑性数值模型处理。本文对上述2种模型均采用ANSYS系统进行了系统分析,研究了其塑性变形和塑性区域范围,并与弹性接触结果相对比,为齿轮齿条的结构设计提供了基础力学数据。