基于现代林业灌木切割装置大扭矩与低噪声及复杂丛林环境要求,迫切需要提升其切削效率、切割质量、收集打捆等集成性能,因此提高灌木切割装备齿轮传动系统动态特性、承载性能和使用寿命迫在眉睫。割灌时域载荷交变工况严重影响齿间载荷分配、产生轮齿啮入、啮出冲击,加之齿轮加工误差等因素,进而加剧齿轮载荷突变,尤其在重载高扭矩工况下导致齿轮强烈冲击与振动,甚至造成热弹特性胶合失效。二级功率分支行星复合传动系统是灌木切割传动装置的重要组成部分,整个系统由平行轴轮系和直齿行星轮系组合而成,割灌传动装置二级动态特性复杂度甚于一级,但其承载性能更好,传动比更大,可靠新更高。本文主要以灌木切割传动装置齿轮系统作为研究对象,分析割灌时域齿轮系统动力学特性与交变啮合齿面热弹行为,研究结果对于掌握复杂的割灌传动装置齿轮系统抗胶合承载性能、抗胶合优化设计具有重要的理论意义和实用价值。首先,本文基于一种智能化集成系统的直角坐标型灌木切割装置（该装置可实现图像识别定点、规划避让保留木路径、随动拾取收集灌条、灌条捆扎并转抛等主要功能）,考虑灌木切割机切割传动装置行星轮系中齿轮啮合刚度时变性、行星轮位置相角时变性、齿轮啮合综合误差和传动系统阻尼等非线性因素,建立定坐标系下轮系各级结构动态特性模型并解析各级齿轮副啮合弹性变形条件,利用集中参数法构建整个系统非线性动态特性模型。确定各齿轮副啮合刚度和啮合误差激励,解析二级功率分支直齿轮副在啮合过程中时变的啮合刚度及啮合综合误差（以啮合线增量来描述）,为割灌传动装置齿轮系统动态特性分析提供前提条件。基于等间距布置、非等间距布置（星轮/行星轮）模态分析可知,星轮固有频率1252.9Hz、6645.5Hz下振型与等间距一致,固有频率为920.5Hz、2488.5Hz振型为等间距振型旋转90度的结果;行星轮2重根固有频率489.6Hz被分离为472.2Hz、498.8Hz的二个单根,振型不再符合等间距布置时的特性规律。其次,建立二级功率分支行星复合传动系统参数影响度计算模型,研究该系统齿轮啮合刚度、二级间连接轴扭转刚度固有频率影响度,得出参数变化对各个振动模态固有频率的影响规律。分析了二级功率分支行星复合传动系统模态过渡现象,揭示固有频率分属不同振动模态时固有频率模态跃迁时变规律,为揭示其动态特性行为和相位调谐减振及关键参数影响度奠定了理论基础;研究二级功率分支行星复合传动系统固有频率的参数影响度和各子结构振动模态变化特性,分析固有频率和振型对各级齿轮副啮合刚度以及二级间扭转刚度的影响度,得到齿轮系统各子结构参数对固有频率的影响程度。解析二级间扭转刚度对星形轮系振动模态和耦合振动模态下的系统固有频率影响,得到二级功率分支行星复合传动系统特有的模态变化规律。其中,模态（12、13）与模态（15、16）所对应重数均为2的固有频率曲线在kspⅡ=5×109附近,发生了模态变化;模态（12、13）与模态8固有频率曲线发生相交,均验证其对应模态变化准则。最后,基于割灌试样强度与其物理力学特性（获得齿轮传动系统最大承载时输出轴所受合力为138.1-146.3N）以及齿轮系统内各子结构之间的传热关系,依据热网络法确定割灌传动装置齿轮系统热流平衡方程式。考虑不同割灌工况条件下的温度分布情况,获取齿轮传动系统各重要位置的稳态温度场相应数据并比较分析。通过封闭功率流式齿轮传动试验台,采用热电偶式测温系统,实时监控齿轮啮合过程中齿面温度,采集不同割灌工况条件下轮齿表面温度实测数据,并与对应的理论计算结果进行了分析比较,其误差范围控制在5%以内,两者结果较为接近,验证了文中前述理论的正确性。