两级传动分扭-并车齿轮系统具有减速比高、传动级数少、可靠性好、噪声低等优点,在航空、船舶等动力传动系统中具有广泛的应用前景。以两级传动分扭-并车齿轮传动系统为研究对象,开展了系统自由振动特性、非线性振动特性的研究,研究结果对促进其发展和工程应用具有重要的意义。本课题研究过程中,采用集中质量法建立系统纯扭转动力学模型,模型中考虑时变啮合刚度、齿侧间隙和啮合传动误差等动力学激励因素;根据建立的物理模型,构建含弹簧和阻尼的动力学模型图,推导出系统动力学微分方程,并对系统动力学微分方程量纲一化,分析了重合度对时变啮合刚度的影响,同时,借助变步长Runge-Kutta法对系统动力学方程进行了求解,并获得了系统各啮合副无量纲位移。其次,分析了系统自由振动特性,通过求解无阻尼系统自由振动方程,得到了系统各阶固有频率和振型;并探讨了啮合刚度、扭转刚度和基圆螺旋角对系统固有特性的影响。对于圆柱直齿轮,随着重合度的增加双齿啮合区延长;在啮合线方向上的振动位移较大;系统自由振动时存在两种振动模式,一种是两级传动中各个齿轮都存在振动模式,一种是输入齿轮和输出齿轮振幅为零模式;其中较小的啮合刚度会导致重频现象,不利于固有特性的改善;啮合刚度的变化对于分扭级直齿轮振幅影响较小,对于并车级斜齿轮振幅变化明显;扭转刚度的增加会使两级传动中各个齿轮都存在振动情形增多;基圆螺旋角变化只使得各阶振型存在相位上的变化。最后,求解了系统动态啮合力和动载系数;分析了输入参数、刚度、阻尼比、齿侧间隙、综合传动误差激励下对系统动态特性的影响;并对系统分扭级传动进行啮合振动试验设计和分析;同时,从参数全局的角度,探讨了分扭级角频率、阻尼和齿侧间隙激励下的分岔行为演变;结合时间历程图、FFT频谱图、相图和Poincaré截面分析了角速度激励下、阻尼比变化下和齿侧间隙激励下分扭级的动态响应。发现:随着啮合阻尼比的增加,各个啮合副上动载系数均在减小;随着齿侧间隙的增加,两级传动的动载系数都呈现上升趋势,其中并车级动载系数波动较大,过大的齿测间隙,不利于系统稳定性的提高;综合误差在一定范围内增大时,分扭级动载系数缓慢上升,并车级动载系数增加较快;系统分扭级传动在角频率、阻尼和齿侧间隙激励下表现出周期-混沌之间的交替运动行为;在角频率较高时,分扭级仍能够表现出周期运动,表明系统能够满足高转速的工作需求;较大的阻尼有助于提高系统稳定性;合理的齿侧间隙能够减缓齿面冲击。