齿轮传动是工程中应用最广泛的一种机械传动，具有传动效率高、传动平稳、结构紧凑的优点。随着科学技术和现代化生产技术的飞速发展对机械传动方面的要求越来越高，各行各业都需要一种低振动、低噪声的高精度齿轮传动。而传统的齿轮副共轭齿廓方程是基于线性理论和静载荷基础上推导出来的，人们总是力求提高齿轮加工精度，使之尽可能接近于理论齿形，但是实践证明，在高速、重载情况下，符合理论齿形的齿轮，由于轮齿受载下的变形及不可避免的加工制造误差，当轮齿进入啮合和脱离啮合区时，不可避免地要产生冲击和噪声，而且沿齿向的载荷分布大多情况下并不是均匀分布的，由此造成齿轮传动的精度降低，缩短使用寿命，降低了承载能力。此外由于在齿轮系统中还包含了时变的啮合刚度、传动误差、齿侧间隙等许多非线性因素，因此严格符合理论齿形的齿轮，其承载啮合性能并不理想，只有综合考虑非线性因素的基础上，通过轮齿修形技术来补偿时变啮合刚度、传动误差、传动轴扭转变形等非线性因素对轮齿啮合振动的影响，才能实现大幅度降低齿轮传动系统中的振动及噪声，从根本上提高齿轮承载能力和传动精度。 因此，研究齿轮传动系统振动产生的机理，掌握其动力学特性，通过轮齿修形降低齿轮的振动和噪声来提高其啮合性能，已经成为机械科学领域一个迫切需要解决的理论和实践问题。为此本课题将以直齿轮传动系统为研究对象，对其动力学特性和轮齿修形的基础理论进行深入研究，通过轮齿修形技术来补偿时变啮合刚度、传动误差、传动轴扭转变形等非线性因素对轮齿啮合振动的影响，从而实现大幅度降低齿轮传动系统中的振动及噪声。 本文首先在考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、传递误差等多种非线性因素的情况下建立了单对直齿轮传动系统的非线性动力学分析模型，模型中将周期性的时变啮合综合刚度按五次谐波展开，齿侧间隙非线性描述函数用七次多项式拟合，通过无量纲化处理获得了齿轮系统动力学分析的复杂非线性微分方程。 其次用多尺度摄动分析方法为基础推导了系统在内部激励，外部激励，参数激励作用下的主共振、谐波共振和组合共振时稳态响应的频率响应方程，绘制了相应的频率响应曲线，分析了系统中的不同参数对系统稳态响应的影响作用．分析结果认为间隙非线性使得系统稳态响应时的频率响应曲线发生弯曲，形成了多值区域，从而导致跳跃现象；静态载荷使共振频率发生偏移，动态载荷使共振响应幅值发生变化；阻尼对共振幅值有明显的抑制作用，较小的动态载荷或较大的系统阻尼可以避免多值区域的产生，从而避免跳跃现象的发生。然后运用多尺度方法对考虑动态刚度、传递误差及齿侧间隙的单对直齿轮传动系统谐波共振频率因子进行了分析，指出系统中存在常共振、非共振、主共振、超谐波共振、次谐波共振、分数共振、组合共振等多种频率因子。并运用Gear数值方法给出了工作转速与响应幅值之间的关系曲线。 最后建立了渐开线直齿轮齿廓动态修缘模型，给出了考虑齿廓修缘的齿轮系统动力学分析方程。讨论了齿廓修缘三要素：修缘量、修缘长度和修缘曲线确定方法;推导了不同激励频率下系统响应共振幅值表达式，针对不同的修缘曲线(二次曲线，正弦曲线，指数曲线，高次曲线)给出了相应的修缘公式，并结合具体实例进行了分析。