人字齿同步带齿与轮齿啮合时处于一种复杂的接触状态，接触边界随加载和变形而改变，属于刚体-柔体接触，是一种高度非线性行为，深入理解这种接触状态的特性，从而建立合理的模型是很重要的。人字齿同步带齿与轮齿啮入啮出过程中，带齿与带轮齿的形状和材料特性是一直变化的。
求解接触问题存在两个较大的难点：在求解问题之前，接触区域不明了，表面之间的接触状态属于三种接触状态的哪一种不明了，人字齿同步带齿材料是柔性材料，接触面是一个小平面、接触面积从大到小，再从小到大变化，同时也受到加载方式和边界条件及其它因素影响，在带齿与轮齿的接触面将会出现塑性变形和塑性卸载的情况。这种由接触边界状态的非线性引起的接触非线性问题，主要表现在两个方面：
（1）接触表面发生变化，即自由表面的一部分可能转变为接触表面，或者接触表面被放松，从而接触表面转变为自由表面。
（2）接触面上产生的变形、相互摩擦和位移相互滑移表现出强烈的非线性性质。而且，大多的接触问题需要考虑接触物体间的摩擦，摩擦这种非线性行为使问题变得更加难以收敛[54]。在人字齿同步带与带轮的接触分析中，由于人字齿同步带克服了爬齿现象，人字齿同步带齿工作面与轮齿工作面之间处于紧密接触状态，无相对滑动。且弹性齿顶与带轮齿槽的接触面积非常小，因此也可忽略这一部分的摩擦。（3）几何非线性新型人字齿同步带在与带轮啮合的过程中，带齿是复合材料组成的弹性体，人字齿同步带轮是刚体，带齿啮合受力发生大变形。随着位移的增长，带齿上节点的移动可以以多种方式改变结构的刚度，其位移变形关系已经超出了线性理论的范畴，而且初始状态不足以描述变形过程，平衡状态的位置是未知的。刚度与位移之间关系不再是常量，需要进行非线性多步迭代来获得一个有效的解。
此外，人字齿同步带在初拉力作用下，特别是带轮直径较小时，带背受到周期性的弯曲应力作用，产生弯曲变形，也属于大变形。通过命令 NLGEOM,ON 打开大应变选项，激活软件的大应变效应，这一效应可以使单元的形状和方向改变，而且可以使表面载荷随单元转动。大应变分析中单元的形态和取向改变都会导致刚度的改变，在下一步分析中采用新的刚度。人字齿同步带与带齿接触受力包含了以上三类的非线性，是三类问题相互耦合的非线性问题，表现的更为复杂。使用数值解法解复杂非线性问题只能得到近似的解，数值解法遇到以下情况时无法实现求解：
1）不能保证解是**的；
2）解的收敛性不能保证；
3）求解过程和结果比处理线性问题更为复杂。
使用弹性有限元法进行接触分析，是解决人字齿同步带齿与人字齿同步带轮齿复杂啮合问题的最有效，最可靠的方法之一。本文利用 ANSYS 软件的接触分析模块解决这一难题，软件的分析流程