滚动轴承是旋转机械设备中极其重要的基础件,滚动轴承支承的齿轮系统是应用最为广泛的动力及运动传输装置,常见于运输、矿山冶金、能源动力、航空航天、仪器仪表以及军工设备中。生产力以及制造水平的提高,推动着旋转机械向精密化、大功率化、高速化以及自动化方向发展,旋转机械的转子转速显著提高,内部机械结构愈发复杂,工作环境更为恶劣,高速运转状态下的滚动轴承,由于运行条件不稳定,长期处于变动载荷的作用下,产生并传递非线性振动行为。复杂工况条件下,由于滚动轴承的支承激励与齿轮啮合激励、系统不平衡力激励的耦合作用,使得齿轮-轴承系统出现的一些非线性振动响应以及失稳现象,无法通过简化的轴承支承刚度模型来解释。因此,研究滚动轴承的非线性支承特性及其振动特征,分析其在齿轮传动系统非线性动力学行为,理解滚动轴承的支承特性、振动行为的传递路径,结合实际工况条件,可对齿轮-滚动轴承系统几何参数的设计、结构型号的选择提供一定的理论支撑,对改善系统的动态特性,保证机构的平稳、安全、可靠的运行给予一定的指导意义。滚动轴承在机械系统动力学模型中为弹性支承元件,在研发过程中的重要性没有得到足够重视。本文以滚动轴承为主体研究对象,针对滚动轴承内部非线性因素诱发的振动噪声问题,遵循滚动轴承的几何运动学特征规律,分析其非线性时变激励的建模方法以及振动特征,研究滚动轴承在齿轮-轴承系统中的动力传递路径,建立含多源激励、多自由度的复杂精细化系统动力学模型,开发高效、精确、快速的数值计算方法,分析滚动轴承激励与齿轮啮合激励、动态不平衡力激励的耦合作用,探究系统参数和工况变化对系统动态特性的影响规律,本文的主要研究内容如下:（1）分析了滚动轴承内部构件间的运动接触关系,获取滚动轴承的载荷-位移分布曲线。基于载荷-位移三维分布曲线,提出了两种滚动轴承刚度的计算方法并归纳了相应的物理含义,其中平均刚度代表了滚动轴承的承载能力,局部刚度反映了滚动轴承的抗扰动能力。滚动轴承作为弹性元件,其支承激励的机理研究需基于相应的动力学系统与工况条件进行计算与分析,振动特征则需通过在其支承作用下惯性元件的质点运动来体现与评价。因此基于两种不同的轴承刚度计算方法,建立了滚动轴承-刚性转子系统以分析弹性元件-滚动轴承的非线性时变支承特性在动力学模型中的振动激励机理,提出了两种时变刚度激励模型。结合外部载荷条件,分析了不同的轴承时变刚度激励模型的分布规律、频率特征,研究了滚动轴承刚度的时变性与轴承内部构件接触性能的关联规律,探明了基于不同定义的滚动轴承刚度时变激励的振动机理。（2）提出了一种能识别动态工况对轴承内部滚动体接触状态影响的动态三维非线性激励模型,该模型同时考虑表征承载能力的平均刚度以及代表抗扰动能力的局部刚度,及时更新振动位移波动影响下的滚动轴承激励和不平衡力激励的耦合作用,开发了一种改进的四阶Runge-Kutta高效数值算法,能够结合系统工况条件,准确的获取滚动轴承在变动载荷作用下的强非线性支承性能,分析了轴承的三维非线性激励的振动特征,研究轴承的三维非线性激励与动不平衡力激励的耦合作用对系统非线性振动行为的影响规律。（3）将滚动轴承三维非线性激励模型应用于齿轮系统,考虑其与齿轮啮合激励、系统不平衡激励的耦合作用,同时计入滚动轴承支承非线性和各向异性特征导致的动态中心距以及压力角的影响,结合各部件的几何运动学特征以及动力传输规律,建立了含多源激励耦合作用的齿轮-轴承精细化动力学模型。开发了一种高效数值计算方法,能及时、准确的计算随振动位移向量变动的动态压力角、动态中心距,更新时变啮合激励、轴承三维非线性激励以及不平衡力激励,进而完整的获取内部构件多维度非线性特性在动态条件下的变化对系统振动响应的影响规律。（4）针对复杂工况条件下多源、多维度强非线性的多自由度齿轮-轴承系统,通过实例分析,提供了一种分析系统动态特性的思路。基于数值算法获取的动态响应,引入振动放大系数,结合时域与频域的图形分布,在较大的系统参数变动范围内分别从振动强度以及动态响应的运动状态两个方面研究了滚动轴承三维非线性激励对系统动态特性的影响规律,探究了轴承激励与齿轮啮合激励、外部载荷激励的耦合作用下系统的非线性动力学行为,分析了工况条件和系统参数与系统动力学行为之间的映射关系。