近年来，板带轧机日益向着大型化、现代化和高速化的方向发展。随着轧机整体设备水平的不断提升，对动力传动系统提出高平稳、高精度和高动态性能的技术要求。然而，传动系统频繁性的出现扭振异常现象成为严重制约产品产量和质量的重要因素。本文以板带轧机传动系统为研究对象，建立多自由度板带轧机传动系统扭振非线性动力学模型，从非线性本质上揭示传动系统在电气扰动、结构参数、复杂负载等多因素作用下的扭振动力失稳机理。研究多重因素联合作用下传动系统在动态响应、分岔特性、混沌动力学等方面的扭振动力失稳机理，为板带轧机传动系统的结构优化设计以及故障预防与处理提供理论基础。基于广义Lagrange原理，考虑结构间隙、电机扰动力矩、非线性摩阻、接轴倾角以及张力波动等非线性因素建立3种多自由度板带轧机传动系统扭振动力学模型，为精确分析板带轧机传动系统扭振特性提供理论模型。采用MLP(Modified Lindstedt-Poincare)法求解含间隙和非线性摩阻多自由度非线性扭振模型的近似解析解，并应用MLP法与多尺度法相结合的方法得到其分岔响应方程。应用多尺度法分别对含接轴参激多自由度非线性扭振模型的主共振以及含接轴参激和张力波动多自由度非线性扭振模型的超谐波共振、亚谐波共振以及组合共振进行求解分析，求得各自的幅频特性方程。基于奇异性理论研究含间隙非线性扭振系统的分岔特性，得到不同参数下系统的分岔形态以及保持轧机稳定振动的参数区域，并通过幅频特性曲线分析各参数对系统稳定性的影响。通过数值仿真方法，研究含接轴参激多自由度非线性扭振模型主共振的幅频特性曲线；对于含接轴参激和张力波动多自由度非线性扭振模型，分析超谐波共振、亚谐波共振以及组合共振的幅频响应特性。应用Melnikov方法求解含接轴参激多自由度非线性扭振系统模型产生异宿轨道的条件，用数值仿真分析该扭振模型的全局分岔以及混沌动力学特性，得到系统出现周期运动、倍周期运动以及混沌运动的条件，为今后研究板带轧机非线性扭振动力学行为提供一定的理论指导和参考。