高速列车传动齿轮系统为列车提供动力,在一定程度上决定着列车运行的平稳性和安全性。而在实际运行过程中,传动齿轮处于极其复杂的环境当中,不仅受到来自齿轮内部因素激励的影响,同时还受到来自轮轨外部因素的影响。目前,研究齿轮非线性振动特性比较多,且大部分是考虑齿轮内部激励,而高速列车传动齿轮处于内部激励和轮轨系统外部激励耦合作用的环境下,基于这一点本文对内外激励条件下高速列车传动齿轮接触动力学响应特性进行研究。总结了国内外学者对高速列车齿轮内外激励和动力学研究现状,基于多体动力学相关理论,建立弯-扭-轴耦合斜齿轮模型,并将其耦合到整车模型中得到含传动系统的整车模型。对齿轮啮合原理和齿轮接触特性进行简要分析,验证所建立的传动齿轮模型的合理性。最后在SIMPACK软件中进行整车模型验证,主要包括非线性临界速度和脱轨系数验证,证明整车模型的正确性。在传动齿轮的质心处布置传感器测点,对齿轮的啮合特性进行分析,包括动态接触刚度、啮合齿数、啮合力。紧接着对传动齿轮的齿侧间隙和齿顶修形相关理论进行研究,并分析在这些内部激励的影响下齿轮的振动响应特性。从计算结果来看,随着齿侧间隙增大,齿轮的振动变为更剧烈,齿轮间的轴向力和圆周力都增大,齿侧间隙值为0.3mm时,轮齿间的啮合力最大。而合理齿顶修形能改善齿轮的振动响应特性,当修形量超过最佳值时,随着修形量的增加,结果恰好相反,齿轮的振动又加剧,以齿轮加速度幅值最小为目标,可以得到齿顶最佳修形值为15um。随后研究外部激励对齿轮振动的影响,主要是考虑有无轨道谱不平顺,车轮多边形和车轮扁疤对齿轮振动响应特性的影响。在整车模型中分别设置1-20阶多边形和不同的波深,对齿轮啮合力和加速度进行时域和频谱分析,找出影响比较大的多边形阶次。结果表明大齿轮的垂向振动在低阶时,变化不大,而在4阶到6阶时,齿轮的振动波动变化大,小齿轮在1-3阶时变化比较平稳,而在4-5阶时,垂向振动加速度出现急剧增加,齿轮间最大接触应力随着波深的增加而增加。随着多边形波深的增加,大小齿轮振动幅值变大。根据扁疤长度与深度的数学公式编辑相应的函数,来改变车轮轮径,将得到含有缺陷的齿轮导入到模型中,研究分析在这一工况下齿轮的振动响应特性。当扁疤长度小于30mm时,对齿轮的振动加速度影响较小,扁疤长度增加到大于30mm时,齿轮的振动响应急剧增加。最后,基于上述章节的计算结果考虑来内外激励耦合作用时列车传动齿轮的振动响应特性。首先计算含有齿侧间隙条件时轮轨外部激励如车轮多边形对齿轮的接触动力学特性的影响,再次计算含有车轮多边形时,不同齿顶修形量对列车传动齿轮接触动力学响应特性的影响。在内外激励耦合作用下,齿轮啮合状态变差,齿轮接触力峰值及波动量均不断增大,超过最佳修形量,大小齿轮的振动变剧烈。在6阶时最大接触应力值为636MPa,在4阶时最大接触应力472MPa,最大接触应力增加了25.3%。动态传递误差在6阶时较4阶时明显变大。最后给出如下建议:(1)对于齿轮侧隙值的确定应该遵循:在满足侧隙可以弥补齿轮的受热膨胀量以及保留足够储存润滑剂空间的情况下,尽量选择较小的侧隙值。(2)采用轮齿修形技术对齿顶进行适当的修形,可降低齿轮传动过程中的振动冲击和噪声,使轮齿获得较为均匀的载荷分布。(3)在产生车轮多边形时,为了保障齿轮传动稳定性,密切关注多边形阶次和波深值,对发生病害的车轮及时进行旋修保养,这对减小齿轮的振动和提高齿轮的使用寿命非常必要。