齿轮传动在机械设备中有着非常广泛的应用,齿轮转子性能的好坏将直接影响机械设备的运行。随着人们对生产生活要求的不断提高,齿轮传动系统的性能也应该不断提高。对于机车齿轮传动系统而言,如何解决因载荷集中而导致齿轮表面应力分布不合理等问题,给研究者造成了一定的困扰。所以,有必要对机车齿轮转子系统的动态特性进行分析与研究。本文以机车牵引电机齿轮转子系统作为研究的对象,基于UG建立齿轮啮合模型和齿轮转子系统简化模型。利用Ansys Workbench有限元分析软件,把在UG中建立的齿轮转子简化模型导入Model模块进行模态分析,得到了电机齿轮转子系统前10阶固有频率与振型图。通过分析前10阶振型图能够发现,齿轮转子的振型主要是扭转振动、摆动及弯曲等。当齿轮转子啮合频率与系统固有频率相近时,可能会产生共振现象。将在UG中建立的圆柱形直齿轮啮合模型导入Workbench瞬态分析模块,建立了齿轮啮合有限元模型。对齿轮动态啮合特性进行分析,求解出不同时刻齿轮啮合的最大接触应力,分析齿轮从双齿啮合到单齿啮合时,最大接触应力的变化情况,得到了齿面啮合应力随时间变化曲线。发现当齿轮处于双齿啮合时,齿面接触应力要小于单齿啮合时的齿面应力。在Workbench中建立含齿面裂纹故障的齿轮啮合模型,分析齿轮啮合接触应力的变化情况。将正常齿轮与故障齿轮的最大接触应力进行对比,发现当齿轮的啮合位置位于故障齿面时,最大接触应力会比正常齿面啮合时有一个较大的增大,并且裂纹越明显,正常与故障齿轮的啮合应力差值越大。说明齿面裂纹的存在会给生产实际带来一定的安全隐患。对齿轮接触强度进行了理论计算,结果与有限元分析得到的结果误差不大,说明Workbench对齿轮动态接触的分析是有效的。研究结果可望为牵引电机齿轮转子系统的设计与制造提供理论依据。