随着风力发电技术的完备,风力发电已经成为一种易开发、可再生、绿色环保的发电方式。由于风力发电机长期处于低速、重载、变载的工作条件下,据统计,齿轮箱是风力发电机的易损部件。因其工况复杂、高空布置、故障率高、维修困难等因素影响,对齿轮传动系统动力学特性了解的越清楚,对提高齿轮传动系统的稳定性越有利。本文的研究对象为1.5 MW风力发电机齿轮箱高速级传动系统,依据齿轮动力学,分析传动系统在不同工况、不同健康状态下的振动响应。研究内容主要如下:（1）建立了弹流润滑条件下6自由度的风力机齿轮箱高速级传动系统平移-扭转非线性动力学模型。在忽略支撑轴承、轴承的非线性支撑力的基础上,考虑齿轮传动系统齿轮副之间的摩擦力,采用集中参数法,应用Runge-Kutta数值方法,通过改变齿轮不同转速、齿侧间隙参数值,分析高速级齿轮传动系统非线性振动特征及系统振动响应规律。基于弹流润滑理论,分析齿轮传动系统在混合弹流润滑条件下在不同转速下的动力学响应。最后,以某D77型大型风力发电机组为测试对象,测试验证所提模型的正确性。（2）建立了直齿轮的有限元模型。分析了齿轮热行为,理论计算出齿轮的对流换热系数和摩擦热流量,将热分析结果输入到接触分析中,以便进行热-结构耦合分析。分别计算了齿轮在静态分析和热弹耦合分析条件下的传递误差和啮合刚度。考虑三种等级的点蚀程度故障,建立了不同点蚀情况模型,运用有限元法计算健康及不同程度点蚀故障的齿轮时变啮合刚度。（3）建立了16自由度齿轮-转子-轴承传动系统的弯扭耦合非线性动力学模型。应用拉格朗日方程推导出传动系统的振动微分方程,综合分析了时变啮合刚度、传递误差、齿面侧隙、齿轮偏心、齿面摩擦力和轴承的非线性支撑力的影响,分析齿面侧隙变化对传动系统振动响应的影响,同时分析定侧隙下偏心量变化对传动系统振动响应的影响。（4）建立了点蚀故障下含复合动态侧隙的齿轮传动系统非线性动力学模型。介绍了三种动态侧隙模型,分别是具有分形特征的动态侧隙、随中心距变化的动态侧隙和复合动态侧隙,其中复合动态侧隙模型被嵌入到齿轮传动系统动力学模型中。运用能量法计算健康及不同程度点蚀故障的齿轮时变啮合刚度。考虑复合动态侧隙和含点蚀故障齿轮共同作用下,分析不同程度点蚀故障的传动系统在不同转速下的运动状态,详细分析了不同程度点蚀故障下齿轮传动系统振动响应与故障特征。