汽车齿轮变速箱作为汽车重要的变速传动装置，其自身的振动及工作性能直接影响汽车驾驶的舒适性和安全性。针对汽车齿轮变速箱的振动分析和优化设计，有助于降低其振动、噪声，具有重要的实际意义。论文对汽车齿轮变速箱的国内外发展现状及发展趋势进行了研究，分析了变速箱的基本结构和工作原理。针对齿轮传动系统，分析了其内部动态激励，包括刚度激励、误差激励、啮合冲击激励，进一步建立了齿轮传动系统的动力学模型，包括齿轮扭转振动模型，直齿轮传动系统的弯曲扭转振动模型，斜齿轮传动系统的耦合振动模型，并列出各动力学模型的动力学方程。基于模态分析和振型叠加法的理论知识，应用ANSYS Workbench软件建立了一对齿轮啮合的模态分析，分别得到了系统固有频率和振型，进一步建立齿轮系统的瞬态动力学分析，得到了系统的响应。为齿轮系统的动态性能研究、动态下的强度计算、轮齿的修缘设计等提供理论基础。在有限元分析的基础上，建立了某汽车齿轮变速箱整体动力学仿真并进行了优化。采用英国赛玛特传动技术有限公司MASTA软件对其轴、齿轮、同步器、轴承等进行详细的建模，利用Workbench提取轴承孔凝聚节点的刚度矩阵、质量矩阵、位置信息，并导入MSATA中实现壳体装配；定义功率流和载荷谱，进行功率流分析；运行载荷谱，进行系统变形分析，得到了轴的疲劳安全系数，齿轮的安全系数、损伤率及错位量；实现NVH仿真分析，以变速箱的一档工况为例，进行了耦合模态分析和齿轮啸叫分析。针对系统变形分析，选择倒档惰轮按强度进行了宏观参数优化，改善了齿轮的安全系数和损失率；基于动力学分析，对输入轴齿轮进行微观修形优化，改善了齿轮的载荷分布和传递误差。为汽车齿轮变速箱的未来研究工作，特别是实验研究，提供实验分析数据。