行星齿轮传动系统是直升机旋翼轴的动力输出结构。由于各构件受到安装和制造误差的影响,行星轮系在运行过程中通常会存在各分支载荷分配不均的现象,影响到齿轮传动的平稳性从而降低了齿轮系统的可靠性。为了解决这一问题,本文以行星轮系的柔性齿圈作为均载构型,以行星轮系的均载性能为研究对象,建立工程化考虑内齿圈柔性的行星轮系刚柔耦合动力学模型。考虑系统多种内部激励与外部激励,利用仿真法得到系统动态啮合力,分析了行星齿轮系统各啮合传动分支的均载特性。根据柔性齿圈行星轮系安装结构特点,设计了行星轮系均载测试中的数据采集方案,开展柔性齿圈行星轮系的均载性能实验,开发了工程化实验数据处理软件系统,分析了系统的均载特性。本文具体内容如下:首先,对刚柔耦合模型相关理论进行了介绍,分析了柔性齿圈微分方程的建立;通过有限元软件,求解了行星齿轮系统固有频率和模态振型,采用啮合刚度的有限元计算方法,计算出系统的内啮合刚度,并探究了内齿圈齿轮的柔性支撑轴厚度对行星轮系内啮合刚度的影响规律。其次,在UG三维建模软件中,构建了含5个行星齿轮,且具有空心支撑轴内齿轮结构的行星轮系数字化三维实体模型。借助ADAMS建立了行星齿轮系统的多刚体动力学模型,通过运动学分析验证了该行星轮系模型结构的正确性。在确保多刚体动力学模型结构合理的基础上,通过有限元软件建立了具有空心支撑轴内齿圈齿轮的模态中性文件,并导入ADAMS获得内啮合刚柔耦合结构的行星齿轮传动构型。对模型进行仿真分析,在后处理模块中,提取系统的动态啮合力,求解系统的均载系数。借助模型探究了行星轮支撑刚度,偏心误差、太阳轮几何偏心、输入工况以及内齿圈空心支撑轴厚度对系统均载特性的影响。然后,在刚柔耦合模型分析的基础上,开展了行星轮系动力学均载实验研究。根据柔性齿圈行星轮系的安装和结构特点,采用应变测量法设计了将应变片粘贴在齿圈背面的数据采样方案。为了确保采集数据的准确性,在齿圈背面粘贴多组应变片,实验分析了不同工况以及系统参数对系统均载特性的影响,将实验结果与仿真分析结果进行比较。最后,为了对实验数据进行快速处理和分析,采用模块化设计的方法,开发了行星轮系实验数据处理和各啮合传动分支均载系数计算软件系统。本软件系统包括前处理、主分析、后处理三个主要模块,具有自动对实验数据进行甄别,完成数据滤波以及将均载系数计算结果通过文本或者图片的方式进行保存的功能。