人字行星齿轮系统是齿轮传动涡轮风扇（GTF）发动机区别于传统发动机的显著标志,减速齿轮箱低振动、低噪声、轻量化、高可靠性是设计的关键。行星齿轮高速运转过程中由于柔性支承的影响,齿轮箱振动噪声的产生和传播机制仍有较大的不确定性,呈现出强耦合非线性的特征。因此探究人字行星齿轮的动态激励及响应特性,制定出一套振动-噪声-质量联合优化方案,对于齿轮系统的减振降噪,保证系统安全、稳定、可靠运行具有一定的理论及工程意义。本文以人字行星齿轮系统为研究对象,开展齿轮系统动态激励分析及动力学建模、系统刚体及刚柔耦合动力学分析、系统声振耦合分析及噪声试验、系统振动噪声及质量联合优化等工作。本文的主要内容包括:（1）基于人字齿轮副时变啮合关系推导内外啮合人字齿轮副时变接触线长度及时变啮合刚度,分析内外啮合人字齿轮副静态传递误差及齿侧间隙等内部激励,得出有无啮合相位下时变啮合刚度以及静态传递误差的变化规律;建立考虑柔性支承及箱体的人字行星齿轮系统动力学模型并推导系统动力学微分方程组,得到了啮合相位及静态误差等因素对系统动态响应的影响规律。（2）建立包含齿轮时变啮合刚度及阻尼、轴承刚度及阻尼、齿侧间隙等非线性因素的人字行星齿轮系统多刚体动力学模型,求解动态啮合力;对人字行星齿轮系统整体及箱体参数化建模并进行模态分析,研究系统整体及箱体的固有频率和振型,得到了系统不会发生共振的结论;建立人字行星齿轮系统刚柔耦合动力学模型,基于模态叠加法计算得出箱体表面节点的动态响应。（3）建立包含结构网格、声学网格及场点网格的人字行星齿轮系统声振耦合分析模型,以刚柔耦合分析所得各轴承支反力、行星架扭矩反力的频域数据作为噪声计算的边界条件,基于耦合声学有限元-无限元法计算得到箱体表面及场点声压;基于有限元完全法计算箱体表面的振动响应,以箱体表面节点的振动位移作为噪声计算的边界条件计算箱体的场点噪声,所得结果与噪声试验对比吻合良好。（4）建立人字行星齿轮系统振动-噪声-质量联合优化数学模型;基于拉丁超立方抽样进行试验设计,采用代理模型技术分别构建振动响应代理模型、噪声响应代理模型并进行精度检验;基于遗传算法进行人字行星齿轮系统多目标联合优化,得出联合优化后的最优设计参数,优化后系统总体加速度、场点声压级均值及总质量均有所减小。