本发明提供了一种由弧齿锥齿轮传动系统轴上功率谱向齿面应力谱精确转换的方法，包括：(1)根据轴上功率谱计算得到各个工况下的弧齿锥齿轮的工作扭矩；(2)计算各个工况下的弧齿锥齿轮动载系数；(3)建立弧齿锥齿轮LTCA加载接触有限元模型，添加载荷，偏移量和动载系数边界条件，进行有限元模型计算；(4)从各个工况的有限元计算结果中提取齿面接触应力值和齿根弯曲应力值；(5)根据功率谱中的各个工况时间比，将齿面接触应力值和齿根弯曲应力值分别进行扩展得到齿面整个工作过程的随机应力谱；(6)对齿面随机应力谱分布利用混合正态分布法进行估计，得到齿面应力谱分布规律。本发明有效降低了获取弧齿锥齿轮在复杂工况下的齿面应力谱的难度和成本。