汽车变速器噪声是汽车的主噪声源之一,变速器振动常常会诱发与其相连接的其他部件的振动,影响整车的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能,因此,控制变速器振动噪声,改善其动力学性能,大大提高汽车乘坐舒适性,是提高汽车企业的竞争力的关键途径之一。同时,全世界面临“能源与环境”协调发展的巨大社会问题,尤其是我国实现节能减排目标面临的形势十分严峻,这对我国车用动力机械行业的轻量化与节能技术提出了迫切的要求。机械式手动汽车变速器自身具有独特优点,在不同形式的汽车上得到广泛的应用,在今后相当长的时间里,依然会在汽车传动系统中占据重要地位。近年来,针对汽车变速器的振动噪声等动力学问题,国内外学者和汽车企业投入大量人力、物力进行研究,随着计算机技术的发展,现代设计理论和方法,如有限元方法、虚拟样机技术等不断应用到变速器产品的研发设计,不仅能大大缩短了研发周期,而且提高了仿真精度,以便迅速适应不断变化的市场需求。本文主要从某变速器齿轮传动系统总成动力学特性分析出发,针对亟待解决的若干动力学问题,以理论分析、数值仿真、虚拟样机、实验验证为手段,对变速器系统中相关的动态特性优化和减振降噪方法进行深入细致的研究。主要工作如下：针对建立的某典型轿车变速器总成虚拟样机模型,讨论了变速器齿轮传动系统模态求解的影响因素,基于显式动力学有限元法研究了齿轮传动系统动态啮合特性及不同仿真模型对齿轮啮合特性的影响。利用有限元仿真试验获得了滚动轴承动刚度与载荷频率、载荷大小以及温度场等参数的关系。推导了不同偏置位置的转子圆盘-滚动轴承系统涡摆耦合非线性振动分析模型,着重讨论圆盘摆振、转子偏置、滚动轴承游隙对系统的临界转速和振动幅值的影响。变速器齿轮系统敲击噪声逐渐成为变速器设计重点考虑的问题,本文在前人研究的基础上,将主动齿轮轮齿激励简化成以齿频为基频的简谐激励,建立了变速器齿轮敲击非线性动力学模型,分析齿轮参数和工况参数对齿轮敲击特性的影响,将整个变速器齿轮传动系统敲击噪声最小为目标函数,对各档位齿轮间隙和空转齿轮等效质量进行参数优化,为同类产品的改进设计提供依据。最后,计算了在各轴承支反力载荷下变速器箱体结构刚强度,并基于结构强度分析结果对箱体进行拓扑优化设计,实现了变速器箱体轻量化。本文从工程应用的角度,通过仿真分析和结构优化对典型轿车变速器若干动力学问题开展深入细致的研究,建立了相关问题新的动力学模型,形成了新的相关分析方法和流程,得到的一些研究成果对缩短同类型产品的研发周期,提高国产变速器的性能具有一定意义。