直升机主减速器是直升机三大关键动部件之一,其性能的优劣直接影响直升机整体性能水平的高低。分扭传动作为直升机主减速器中用于替代行星传动的一种新型结构,在相同条件下能够实现比行星传动更大的传动比、更轻的质量。本文研究的两支路分扭传动构型,具有传动级数少、功率损失小、噪声低和可靠性高等优点,已应用于国外先进的直升机主减速器中。这种分扭传动主减速器的核心问题在于其振动特性复杂和载荷分配不均。本文建立了一种能够反映传动系统特点的动力学模型,计算分析直升机齿轮分扭传动主减速器的动态特性和均载特性,形成了主减速器的设计与分析方法,为直升机齿轮分扭传动主减速器设计和研制提供了理论指导和技术支持。本文研究工作和成果对于提高我国直升机主减速器的设计、研发水平具有重要的理论意义和工程应用价值。从齿轮偏差、刚体运动和齿轮变形三个方面对圆柱齿轮副动力学建模过程进行了分析。将加工误差的影响分为齿廓偏差和位置偏差,通过定义接触点处齿廓偏差模拟真实齿廓形貌,分析发现位置偏差导致中心距变化,从而改变啮合角、位置角和重合度,进而影响齿轮副的啮合状态。推导得到存在齿廓偏差时从动轮刚体运动的角速度、角加速度计算公式。将啮合平面内的理论接触线离散化,推导任意接触点处弹性变形和啮合力计算公式,同时给出了圆柱齿轮副啮合刚度和传动误差的判断与计算方法。根据拉格朗日定律推导得出圆柱齿轮副纯扭转和弯-扭-轴耦合动力学方程,给出数值求解方法,并对模型进行了验证。从刚体运动和接触变形两个方面对弧齿锥齿轮副动力学建模过程进行了分析。指出以齿宽中点处的接触状态建立动力学方程的必要性和可行性。分析弧齿锥齿轮副刚体运动,给出任意接触点处转角偏差转换为名义啮合点处啮合误差的计算方法,推导得出存在转角偏差时从动轮角速度、角加速度的计算公式。分析弧齿锥齿轮副接触变形,推导得出名义啮合点处啮合变形、啮合力的计算公式。采用拉格朗日定律建立弧齿锥齿轮副纯扭转和弯-扭-轴耦合动力学方程,给出了数值求解方法,并对模型进行了验证。分析了直升机齿轮分扭传动主减速器的特点,划分出各构件的动力学属性,建立了集中质量模型,给出直升机齿轮分扭传动主减速器的纯扭转和弯-扭-轴耦合动力学方程。通过定义参照齿轮副、相关齿轮副和参考点,推导得到不同啮合周期齿轮副间啮合相位关系的数值计算方法,详细分析了直升机齿轮分扭传动主减速器中同级不同支路齿轮副、同支路两级齿轮副两种特殊构型的啮合相位计算方法,为计算闭环传动链中齿轮副初始接触位置奠定了基础。根据直升机齿轮分扭传动主减速器的结构特点,推导得出集中质量模型中其它相关参数的计算方法。分析了直升机齿轮分扭传动主减速器的自由振动特性,给出求解系统固有特性的方法,得出直升机齿轮分扭传动主减速器包含有人字齿-直齿双联齿轮振动模式、输入齿轮振动模式和全齿轮振动模式,推导得到各子振动模式的求解方程、各构件能量计算方程。通过对固有频率的参数灵敏度分析,得出如何调节固有频率进行减振、避振。给出了动力学方程的矩阵无量纲化处理方法,根据对啮合相位的分析计算得到闭环传动链中各齿轮副的初始接触位置,对直升机齿轮分扭传动主减速器的动态响应进行了分析。通过对比纯扭转和弯-扭-轴耦合动力学模型的适用性,得出弯-扭-轴耦合模型更能体现直升机齿轮分扭传动主减速器的特点。根据加工误差形成的不同齿轮副偏差类型,计算分析了单对齿轮副偏差条件下的工作情况,得出:弧齿锥齿轮副转角偏差影响齿轮副动态传动误差,根据偏差均值的方向可以对动态传动误差均方根值的变化做出大致判断;圆柱齿轮齿廓偏差造成齿轮副动态传动误差表现出非线性特性;圆柱齿轮位置偏差使齿轮副产生了一种新的啮合状态,但仍处于一种长周期线性运动。同时计算分析了偏差条件下直升机齿轮分扭传动主减速器的工作情况,总结得出不同大小和方向的转角偏差、不同加工精度形成的齿廓偏差以及不同大小的中心距方向、切向位置偏差对系统动态传动误差的影响规律。给出分扭传动均载性能的衡量方式,研究了直升机齿轮分扭传动主减速器的均载性能。对两种不同构型的齿轮实验模型进行了均载性能对比分析,结果表明:只有多支路齿轮传动系统形成闭环时才会出现不均载现象;不均载现象是多支路闭环齿轮传动系统的固有特性;加工误差和啮合相位会改变多支路闭环齿轮传动系统的均载性能。计算得到直升机齿轮分扭传动主减速器工作时的载荷分配与变形情况,结果表明:系统工作时分扭传动闭环构型不均载的原因在于两支路相同齿轮副的啮合变形不同,齿轮各自产生的弹性位移起到了不同的变形叠加效果。通过对均载系数与系统固有参数的灵敏度分析,得出均载性能随固有参数的变化规律。根据均载性能的分析结果,提出了三类均载方法。指出分扭传动两支路中各齿轮各自产生的弹性位移起到相同的变形叠加效果即可达到均载,提出了设计合适的闭环传动链啮合间隙进行均载的方法;根据均载系数的灵敏度分析结果,提出了通过调节传动系统参数进行均载的方法;啮合相位会改变均载性能,但啮合相位由系统参数决定。同时考虑到轻量化和高安全性设计要求,采用优化设计方法,以提高分扭传动均载性能、实现轻量化和高安全性为目标,提出了设计轮齿啮合相位的均载方法。设计研制出分扭传动试验箱,搭建了分扭传动试验台,进行了动态特性和均载特性试验,验证了本文所提出的理论和方法的正确性。