在谐波齿轮传动中,传动误差、扭转刚度、间隙以及阻尼等非线性环节不同程度地影响着系统的非线性动力学特性.其扭转刚度呈现"磁滞"特性,传动误差频率成分丰富并具有明显的拍频现象.近些年来,随着应用谐波传动的场合如机器人等需要精密定位领域技术的发展,对谐波齿轮传动系统的动态特性也需要详细的研究和描述.本文基于北京市优秀人才培养专项《谐波齿轮传动系统非线性动力学特性研究》的资助,以谐波齿轮传动系统为研究对象,在谐波齿轮传动系统非线性环节分析与测量、非线性动力学建模与求解、系统动力学特性的软件仿真与实验研究等方面取得了一些进展和成果.鉴于传动误差、扭转刚度、间隙以及阻尼等非线性环节对系统非线性动力学特性的重要影响,本文首先完成了对存在于谐波齿轮传动系统中各非线性环节特性的分析;并在研究了几种典型动力学模型的特点的基础上建立了新的非线性动力学模型,使用四阶变步长龙格库塔法对非线性微分方程进行求解,得出了谐波齿轮传动系统的时域响应图、相平面图和频谱图.本文以Visual Studio.net为平台,开发了谐波齿轮传动系统非线性动力学特性仿真软件,设计者只要输入非线性因素参数及求解初始条件,仿真软件系统就能自动绘制出各非线性环节曲线,并求解用户所建立的动力学模型.为了进一步深入了解谐波齿轮传动系统中非线性环节的特性,验证理论和模型,本文还完成了传动误差、扭转刚度、间隙等主要非线性环节的实验测试工作,得到了拟合扭转刚度实验曲线的理想方法.最后本文完成了谐波齿轮传动系统扭转振动性能测试,并结合仿真结果对谐波齿轮传动系统非线性动力学特性进行了分析和研究.