为了模拟空间与地面条件下含间隙机构的运动行为并进行相关试验研究,本文针对齿轮传动系统在空间与地面不同运行环境下的试验要求,设计了一种齿轮运动行为模拟试验平台。此外,针对“齿轮运动行为模拟试验方案”主要研究了不同载荷谱加载方法与不同加载条件下的试验方案,制定界面间隙、转速、负载、模拟重力及传动效率等参量的测量方法,设计与研制典型齿轮运动行为模拟试验装置(以下简称齿轮传动试验台),研究了不同加载条件下,界面间隙、转速、负载及模拟重力等对齿轮运动副传动效率变化的影响。对数据进行量化处理与分析拟合,建立考虑上述条件参量的齿轮运动副传动效率变化与加载变量的数值关系描述。论文的主要研究内容如下:首先,对课题的研究背景、齿轮传动系统的研究现状和应用领域以及考虑间隙的齿轮传动系统研究进行概述,并对自抗扰控制器在气功加载系统中的应用进行了介绍。其次,在分析国内外试验机研究现状的基础上,对齿轮传动试验台测控系统进行硬件设计。根据试验机的试验需求,制定了负载、间隙、模拟重力等参数的控制与测量方案,并对相关传感器进行选型。再次,对齿轮传动试验台测控系统进行软件开发,其中主要包括齿轮驱动系统、间隙调节系统、运动副加载系统、数据处理模块等的开发以及人机主界面的设计,通过上位机实现试验参数的实时保存和波形动态显示。为了提高变载荷加载波形品质,还对气动加载系统进行了数学建模,将自抗扰控制器用于压力闭环控制中,并与PID控制进行比较。最后,结合科研课题对齿轮传动试验台测控系统进行联机调试。对不同加载条件下的齿轮传动系统进行了重复试验,来研究界面间隙、转速、负载及模拟重力等对齿轮运动副传动效率的影响,验证该测控系统的实用性与设计合理性并得出相应试验结论。