本文针对单级齿轮传动系统,建立了不同的非线性动力学模型,并以非线性振动理论为基础,分别用定性及定量的方法研究了参数对系统非线性振动特性的影响。全文主要分为以下几部分:(1)综合考虑了摩擦、时变刚度及齿侧间隙等非线性因素,并利用周期扩大法的思想对相关参数进行扩大周期处理,进而建立了单对齿轮的六自由度强非线性动力学模型。(2)结合相图、分岔图、FFT频谱图、Poincaré截面图及Lyapunov指数等分析了摩擦、齿侧间隙、载荷比、支承刚度和阻尼对系统稳态响应的影响。发现:摩擦的增大可能使系统的混沌吸引子减小,但会使系统提前进入混沌状态;支撑阻尼的提高会使系统的混沌吸引子逐步退化稳定的周期吸引子,使系统运动的有序性加强;提高支撑刚度使混沌区减小且整体后移,致使系统推迟进入混沌,并且对齿轮的啮合状态有着重要影响,从而有助于提高系统的稳定性。(3)引入轴及轴承非线性、动态侧隙及齿轮偏心等非线性因素,并采用修正能量法建立时变刚度模型,最后建立了单对齿轮系统较为完备的十六自由度非线性动力学模型。(4)从参数全局的角度,并结合均方值曲线、最大/小值曲线、三维FFT频谱图等着重分析了齿侧间隙、轴承间隙、裂纹及偏心对系统弯扭耦合振动特性的影响。发现:动态侧隙下系统的主共振较无间隙时有所提前,且在进入主共振区时存在跳跃现象;随着轴承间隙的增加,齿轮的径向振动幅度加强,但扭振幅度有所降低;裂纹深度对扭转振动的影响较径向振动大并且裂纹的影响大小与转速有着明显的关系。当齿轮存在偏心时,系统弯/扭振动响应频谱中会出现轴频二/四分频的整数倍频率成分以及高倍轴频成分,且偏心对系统共振峰峰值区域及峰值频率有着重要影响。