齿轮啮合因其动力传递效率高,工作寿命长,传动比值稳定,工作性能可靠且适用于高转速、高功率等工况特点,被广泛作为动力传递核心部件应用于各大转子机械中。近年来,更是随着我国齿轮转子机械技术不断提高,其应用更多见诸于船舶领域、航空航天领域及其他工程机械领域。当下国内外青睐于在高速动力传递部件中应用齿轮转子系统,据统计,大多数旋转机械发生异常振动、产生轮轴折断、引起轴承齿轮等工作性能状态改变、导致停转机毁重大故障等问题,往往是由齿轮偏载所致。因此研究齿轮偏载对于多点啮合齿轮轴承转子系统的振动特性就显得尤为重要,分析齿轮偏载对齿轮轴承转子系统动力学特性的影响规律,给出偏载状态下齿轮轴承转子系统的运动特征,对转子系统设计及偏载故障诊断有重要意义。本文基于对齿轮轴承转子系统偏载问题的迫切研究需求,建立多点啮合齿轮轴承转子系统多物理场监测平台,综合运用有限元法和数值分析法并结合实验,研究该实验平台齿轮偏载作用下齿轮耦合转子系统的振动特性,研究内容主要分四部分开展。第一部分,基于有限元建模基础理论,利用Solid Works建立不同偏载角度的啮合齿轮模型,采用Hyper Mesh给予模型分网,运用有限元软件分析偏载作用下轮齿间接触应力变化;第二部分,提取齿轮啮合位移,计算有限元啮合刚度,并用石川公式法和ISO标准验证其计算合理性,同时得到不同偏载角度下啮合刚度曲线。第三部分,基于轴段单元法和集中质量法,提出多点啮合齿轮轴承转子的动力学模型建模方法,提出其固有特性及动态响应计算方法,并据上述方法选取实验平台三轴齿轮轴承转子为算例,完成其固有特性与响应分析,验证了所提方法的合理性。第四部分,提出多点啮合齿轮非线性动力学模型,研究考虑齿轮偏载和齿侧间隙、传递误差等非线性因素耦合作用下,多点啮合齿轮轴承转子系统的整机振动影响,同时辅以实验加以验证。结果显示偏载角度影响接触应力,偏载角度越大,应力集中点数值越大;偏载角度改变齿轮啮合刚度,造成啮合刚度升高;偏载与非线性因素耦合,系统出现倍频振动,啮频附近出现边带频成分,转轴频域图除出现转频、啮频、倍频成分还出现固有频率成分。同时随齿轮偏载角度增大,齿侧间隙加大,传递误差升高,转轴时域图显示径向振动位移增加,齿轮径向啮合力频域图显示各频率成分峰值有所增加。本文研究结果可为改善以多点啮合齿轮轴承转子为核心动力传递部件的机械故障振动提供指导。