齿轮传动系统广泛应用于交通运输、机械制造、新能源等各领域。齿轮副在啮合传动过程中,受到齿侧间隙、轴承间隙、制造安装误差、时变啮合刚度和综合啮合误差等多种因素的影响,系统的动力学响应复杂多变,运动状态不稳定。在实际的工程应用中,由于设计不当、缺少润滑和载荷波动剧烈等原因,导致了齿面磨损故障和断齿故障的发生,影响了系统的动力学响应,降低了系统的运行稳定性。因此通过分析研究斜齿轮传动系统中的不同参数对系统动力学的影响以及出现故障之后系统动力学特性的变化规律,能够根据不同应用场境中齿轮的运行状况,为齿轮结构的设计改进提供可靠的参考数据和改善系统运行平稳性的判别方法有着重要的意义。根据单级斜齿轮传动系统建立多自由度含间隙齿轮系统弯扭轴耦合振动模型,建立齿轮副相对位移的Poincaré映射。考虑到齿侧间隙、时变啮合刚度和综合啮合误差等多种非线性因素,采用变步长4阶Runge-Kutta法和计算机仿真软件对系统在啮合频率、阻尼比、输入载荷和综合啮合误差等条件下进行数值仿真求解,得出在不同参数条件下系统的分岔图、相图、Poincaré截面图、时间历程图和频谱图,通过分析可以得出这些参数对系统非线性动力学特性影响显著,随着参数改变时系统存在单周期运动、多周期运动、概周期运动、突变现象和混沌等多种动力学响应,系统的动力学行为丰富。建立故障状态下系统的动力学模型,保持基准参数不变,通过对比正常状态和故障状态下系统的动力学响应,分析研究故障对系统动力学响应的变化规律和运行平稳性的影响。齿面出现磨损故障时,其齿侧间隙会增大,刚度幅值变小,单齿局部断齿故障下,系统的刚度会出现周期性突变。在低频区,故障状态下系统运动状态的变化与正常状态相似,在中高频区,故障会导致系统的运动状态出现明显的变化,影响系统运行的平稳性。由故障状态下系统的时变啮合刚度表达式可以看出,故障的发生,会使齿轮的刚度幅值变小。在某些激励频率下,正常状态系统处于混沌不稳定运动,故障状态时系统处于周期稳定运动,说明齿轮刚度也是影响系统运动状态的一个重要因素,在齿轮的设计过程中,考虑到实际所需的运行速度,选取合适的齿轮刚度能使系统的运动状态平稳。