齿轮传动系统是由齿轮副、传动轴、轴承和箱体组成的复杂弹性机械系统。由于结构紧凑、效率高和寿命长等优点，齿轮传动在国家工业部门各领域均有着广泛的应用。齿轮啮合过程中的弹性变形、制造误差和啮合冲击等因素对齿轮的接触特性和动态性能有着很大的影响。随着对机械系统性能要求的提高，齿轮传动正朝着高速、重载、低噪声的方向发展。因此，研究不同动态激励因素和工作状况对齿轮系统动态响应的影响规律，对准确把握齿轮系统动力学本质特征以及低振动噪声的齿轮传动装置设计具有重要的理论指导意义和工程实用价值。本文建立了计算齿轮传递误差和啮合刚度的承载接触分析模型，提出了适用于不同形式平行轴齿轮系统动力学建模的通用方法，并系统性地研究了不同内部动态激励对系统动态响应的影响规律。本文工作的主要内容和成果有：1、结合有限元法和解析接触力学，建立了一种修正的承载接触分析模型来计算齿轮传递误差和啮合刚度。该模型能很好地考虑接触问题非线性的特点，同时相对于传统有限元方法具有更高的计算效率以及更好的收敛性和稳定性。提出了综合啮合误差的计算方法，从而明确了轮齿变形、轮齿误差和传递误差之间的关系。通过研究不同参数对啮合刚度的影响发现，啮合刚度随载荷增加呈非线性增大的趋势；齿轮结构参数的改变会使轮体刚度产生变化，进而影响啮合刚度的大小；啮合刚度随齿轮单一基本参数的变化情况可近似用接触线总长度的变化来衡量；当端面重合度或轴向重合度在整数附近时，啮合刚度具有较小的波动量，而当总重合度在整数时，啮合刚度具有较大的波动量。2、基于广义有限元法的思想，提出了齿轮-轴-轴承-箱体系统全耦合动力学分析的通用建模方法。该模型计入了齿轮在不同旋向和转向时的弯曲-扭转-轴向-摆动六个自由度上的振动，同时考虑了弹性轴段、箱体支撑与齿轮副之间的耦合作用。详细介绍了系统总体动力学方程的形成过程、求解算法和结果后处理方法。将该方法进行规范化编程后，实现了适用于不同传动构型和齿轮类型的平行轴齿轮系统快速动力学建模与分析。通过与已有实验数据的对比，验证了该建模方法的有效性。3、综合考虑时变啮合刚度、齿轮误差和啮入冲击激励因素，研究了不同齿面偏差类型和偏差分布形式对啮合动载荷的影响。结果表明，齿廓偏差和齿距偏差会使直齿轮和斜齿轮的动载荷明显增大；螺旋线偏差对直齿轮振动影响微弱，但对斜齿轮振动影响明显。当齿廓偏差和螺旋线偏差在齿面呈中凹形式分布时，系统振动最大；而当这两项偏差呈中凸形式分布时，系统振动最小。当从动轮轮齿与前一个啮合轮齿具有负齿距偏差时的振动要大于具有正齿距偏差时。综合而言，传递误差是引起系统振动的主要激励，啮合冲击对系统振动的影响程度相对较小。4、分析了齿轮误差对啮合刚度、传递误差和系统动态响应的影响规律。研究发现，在齿轮误差影响下的啮合刚度与实际接触线长度变化趋势基本一致。轻载时轮齿误差是影响传递误差和系统振动的主要因素，而重载时影响这两项的主要因素为轮齿变形。研究了精度等级和工况对系统振动的影响，发现提高精度等级可以减小系统振动，但在轻载时的减振效果要明显优于重载时。提出了使齿面实现完全接触的临界扭矩的概念，其中在临界扭矩前齿轮实际重合度小于理论重合度，动载系数较大；而在临界扭矩后，齿轮实际重合度与理论重合度相等，动载系数将基本不变。5、引入了由齿轮误差和动态位移引起的齿面部分脱啮的概念，提出了动态啮合刚度的定义和计算方法，研究了齿面部分脱啮动力学的特点。结果表明，当动态位移较大时，齿轮动态啮合刚度与静态啮合刚度差异明显。在共振区附近时，即使在重载条件下工作的齿轮，仍有可能从部分脱啮状态转为完全脱啮状态。最后，总结了全文，指出了本文研究的不足，并展望了进一步研究工作的方向。