本课题来源于国家“863”高技术研究发展计划资助项目“土压平衡盾构大功率减速器”（项目编号：2007AA041802）子课题。目的在于对土压平衡盾构刀盘驱动主减速器三级串联式行星齿轮传动系统的动力学特性进行研究。作为盾构刀盘驱动系统的核心传动部件，大功率三级行星减速器具有功率密度高、扭矩大、转速低、体积小，可靠性要求高等复杂技术要求，目前国际上只有美国、瑞士、日本等少数几个国家具有设计、制造能力，我国一些盾构制造厂家对此主要依赖进口。因此，对其刀盘驱动主减速器三级行星齿轮传动系统进行动力学特性分析，将有助于提高设计整机运行的可靠性和稳定性，是现代盾构设计技术的重要研究内容之一。针对盾构刀盘驱动主减速器三级行星齿轮系统，从动力学角度出发，本文主要进行了如下方面的研究内容：①在单级行星齿轮系统动力学模型的基础上，本文采用级间耦合的方法，建立了三级行星齿轮系统的平移-扭转耦合动力学模型，模型考虑了由于不同级行星轮系中行星架转速不同造成的行星轮时变位置相角特性，同时也包含了啮合综合误差、阻尼、时变刚度等其它重要影响因素。随后给出了时变刚度、啮合综合误差、阻尼这些系统参数的数学描述；②基于系统特征值问题求解了系统结构的固有频率和振型坐标，并运用数值积分的方法对系统响应进行了求解，为传动系统均载分析奠定了基础；③在对所建系统动力学模型进行固有特性分析的基础上，给出了系统参数灵敏度的模态分析方法，结合模态应变能与动能的定义，推导了系统参数灵敏度与系统模态能量之间的关系，以啮合刚度为例进行了参数的灵敏度分析。结果表明，在一些系统参数敏感点处，参数的微小变化不仅导致固有频率灵敏度、模态能量的大幅变化，也将引起能量在各级间发生转移，使得传动特性剧烈变化；④在建立系统动力学微分方程及系统响应分析的基础上，介绍了动力学条件下的行星齿轮系统动载荷系数和均载系数的计算方法，并依据该方法对系统均载系数进行了计算。同时分析了输入转速、行星轮支撑刚度、时变啮合刚度等系统参数对系统均载特性的影响。