齿轮传动系统作为各种机械装备中最常用也是最重要的动力和运动传递形式之一,在其运转过程中齿面不可避免会发生磨损,进而引起啮合刚度等参数的变化,并与轴承处的径向间隙共同作用影响齿轮传动系统的动态特性。为揭示齿面磨损过程及轴承间隙对齿轮系统动力学的影响,实现磨损过程中轴承间隙的调整及有效监测齿轮的磨损,本文建立了含齿轮磨损和轴承间隙的齿轮传动系统六自由度非线性动力学模型。分析了齿轮传动系统在不同磨损状态及不同轴承间隙的动态响应,开展不同磨损循环及不同轴承间隙下的齿轮运转试验,并与仿真结果进行验证。本文的主要工作内容如下:(1)本文首先理论推导了轴承径向间隙与齿轮实际中心距的关系,之后又进行齿轮实际中心距及齿侧间隙关系的推导,以实际中心距为桥梁,构建了轴承间隙与齿侧间隙的关系;同时对齿面磨损的情况进行论述,为不同磨损循环及不同间隙的刚度求解奠定了重要的基础。最后,采用集中质量法建立了齿轮系统六自由度非线性动力学模型。(2)本文采用Weber材料力学法计算齿轮的时变啮合刚度,在计算过程中考虑了齿面磨损及轴承径向间隙的影响,最终得到了齿面不同磨损循环及不同轴承径向间隙下的齿轮的时变啮合刚度,为动力学分析奠定基础。(3)根据研究内容及相关试验规定,搭建了电封闭单级渐开线直齿轮试验台。进行不同轴承间隙及磨损循环的齿轮振动试验,通过加速度传感器采集得到齿轮系统振动试验数据,为仿真与试验分析提供数据支撑。(4)对比不同轴承径向间隙下的仿真结果与试验结果,得到了轴承径向间隙对齿轮系统的振动响应规律;然后,对比不同磨损循环下的仿真结果及试验结果,得到了齿轮表面不同磨损循环对齿轮系统的振动响应规律,验证了仿真模型的正确性;最后,得到不同磨损循环下轴承间隙对系统振动的影响规律。为实现齿轮磨损精确监测及实际生产过程中的齿轮系统减振降噪提供理论依据和试验支撑。