随着经济社会向高质量发展,齿轮作为工业核心零部件朝着高速、精密化的方向发展。齿轮由于其加工特点,齿面微观形貌呈现出微凸体无规则分布现象,影响齿轮系统动态性能。双渐开线齿轮是一种综合分阶式双圆弧齿轮和渐开线齿轮优点的新型齿轮,其端面单侧齿廓曲线由两段上下分阶的渐开线和一段过渡曲线构成。双渐开线齿轮动力学研究日益丰富,但从微观角度考虑齿面形貌对双渐开线齿轮动力学特性研究较少。本文基于分形理论和赫兹接触理论,考虑齿面形貌与摩擦,开展双渐开线齿轮时变啮合刚度和动力学特性研究。具体研究如下:（1）考虑齿面微观形貌与摩擦,结合一对反向阶梯圆锥滚子接触模型,将每一啮合时刻下齿轮接触线“分段”,对双渐开线齿轮接触线长度与曲率半径计算;把每段接触线上的接触等效为一对圆柱体接触,基于M-B分形理论与赫兹接触理论,建立考虑齿面形貌与摩擦的双渐开线齿轮时变啮合刚度分形模型,与ISO6336-1:2006（E）结果对比分析,验证所建分形模型的合理性。（2）基于双渐开线齿轮端面齿廓方程,建立双渐开线齿轮三维模型;通过齿轮扭转啮合刚度与啮合刚度转换方程,建立双渐开线时变啮合刚度有限元模型,比较双渐开线齿轮与普通渐开线斜齿轮之间单齿啮合刚度的差异;对比分析分形模型、有限元模型与ISO6336-1:2006（E）方法的计算结果。（3）结合双渐开线齿轮时变啮合刚度分形模型,综合考虑齿面形貌、摩擦因数以及接触阻尼等因数影响,建立双渐开线齿轮2自由度纯扭转动力学模型,研究双渐开线齿轮系统动态特性,对比分析其与普通渐开线斜齿轮动态特性之间的差异;研究齿面形貌、摩擦因数与工况条件等对双渐开线齿轮动力学特性的影响。（4）搭建齿轮传动系统实验台,分别对同参数、同工况条件下双渐开线齿轮与普通渐开线斜齿轮传动进行动态性能测试,通过控制变量法,对比分析双渐开线齿轮与普通渐开线斜齿轮传动在周向、径向与轴向的振动加速度波动、油温变化以及传动效率变化情况;研究不同工况下,双渐开线齿轮传动振动加速度波动情况;对比分析实验结果,验证理论研究的正确性。