随着齿轮箱向高速、重载方向发展,对其振动噪声、轻量化以及可靠性要求也在不断提高。因此探求精细建模方法对齿轮箱的动力学特性进行准确预测,为其减振、降噪及其结构优化设计提供理论依据是非常有必要的。在国家科技支撑计划项目资助下(项目号2013BAF01B05),本文以某齿轮箱为研究对象,开展了齿轮副和轴承的精细建模方法研究,对齿轮箱进行了固有特性、瞬态动力学及振动测试试验研究。完成的主要研究内容如下:首先,对齿轮传动过程中的动态激励进行分析,结合深沟球轴承的结构特点,在赫兹接触理论的基础上推导出了轴承非线性刚度计算公式。在提出的轴承简化动力学模型的基础上,结合计算得到的轴承刚度曲线,对滚动轴承、齿轮副瞬态动力学精细建模方法进行了研究,完成了齿轮箱精细模型的建立。采用粘结接触理论和LANCEZOS法对齿轮箱进行了自由模态分析,得到了其固有频率和振型。并采用力锤激励法对齿轮箱进行试验模态测试,与仿真结果进行对比,对齿轮箱模态分析模型进行了检验及修正。在提出的齿轮副、轴承动力学精细建模方法的基础上,综合考虑轮齿时变啮合刚度、啮合冲击、齿面摩擦以及轴承刚度等非线性因素的影响,建立了齿轮箱三维接触动态有限元分析模型,进行瞬态动力学分析,得到了额定工况下的齿轮箱各构件的应力状态及箱体的振动特性。对不同转速、不同轴承游隙和存在几何偏心误差下的齿轮箱动态特性进行了研究。最后,搭建了齿轮箱减速器振动测试实验台架,对不同工况下的齿轮箱振动响应进行了测试,利用实验方法得到减速器振动加速度响应曲线,并与仿真计算结果进行比较,验证了所提出的齿轮箱瞬态动力学精细建模方法的有效性与准确性。