组装型整体齿轮增速离心式压缩机以其结构紧凑、承载能力强和工作效率高的特点,广泛应用于石化、空分、冶金和动力站等诸多领域。但是,由于其复杂的动力学特性,目前我国对于六级以上的压缩机组还不能自主生产,基本依赖进口。组装型整体齿轮增速离心式压缩机是一个典型的齿轮转子耦合系统,表现出非常复杂的耦合特性：转子与齿轮的耦合作用、转子与轴承的耦合作用、转子自身的弯扭耦合振动以及转子与转子的振动传递等。因此,传统的单轴转子动力学分析已很难满足设计准则与工程需求,本文以一台在役的三轴六级式离心压缩机为研究对象,建立了完整的齿轮-轴承-转子系统模型,将齿轮动力学与转子动力学理论相结合,主要进行了以下内容的研究：(1)建立齿轮-轴承-转子系统的有限元模型：对刚性支撑下未耦合转子进行模态分析。然后考虑轴承刚度和阻尼的影响,进行柔性支撑下未耦合转子不平衡响应分析。研究耦合转子系统的模态特征,对耦合转子系统进行不平衡响应分析,与未耦合不平衡响应曲线对比,发现临界转速和共振幅值都有所增大,并且由于振动传递的作用,轴系出现了新的临界转速。(2)探究齿轮和轴承参数的改变对耦合轴系动力特性的影响：齿轮螺旋角在8°-30°之间变化时,耦合轴系固有频率基本保持不变,稳定性随着螺旋角的增大出现波动,最稳定值出现在15°；改变齿轮啮合刚度数量级,耦合轴系固有频率随之增大,稳定性随之出现波动；对轴系在不同轴承支撑形式下进行理论与仿真分析,揭示可倾瓦轴承抑制振动的本质原因。模拟轴系选用不同螺旋角的振动情况,发现选取螺旋角为15°可以降低弯曲和轴向振动,提高系统稳定性。(3)开展叶轮模态的仿真分析和实验测试,阐述了叶轮频谱分析的理论知识,并绘制了叶轮频谱(SAFE)图,研究了叶轮在叶片通过频率和导叶通过频率激励下,共振的可能性以及失效的模式,为叶轮的可靠性研究提供了理论指导。并通过减少叶片的方法,对该叶轮进行了优化设计,再次对优化叶轮进行频谱(SAFE)分析,得出优化叶轮可以稳定运行的结论。本文建立了耦合转子有限元模型,分别进行了未耦合与耦合轴系的动力特性分析,对比计算结果探究耦合轴系的动力学特征。研究系统参数对耦合轴系动力特性影响,寻找多轴压缩机最优系统参数。开展叶轮模态的仿真分析与实验测试,并对叶轮进行频谱分析,为叶轮的可靠性研究提供理论指导。