本文基于切片法和自适应Lobatto数值积分理论,运用能量法建立了内外啮合斜齿轮接触对的能量表达式,分析了齿面剥落故障和齿根裂纹故障对于啮合轮齿的动态啮合刚度的影响,通过相位耦合的方法建立了不同故障之间的相位关系,分析对比了不同故障在时频域的异同点,本文研究主要内容如下:(1)利用切片法将斜齿轮沿着轴向进行切片,将切片齿轮等效为直齿轮,通过能量法建立各薄片齿轮的能量表达式,进一步通过积分求解得到薄片齿轮的单齿啮合刚度,利用文中所建立的各切片齿轮间的边界关系,将各切片齿轮进行偏移和叠加,求解得到斜齿轮总的时变啮合刚度,将利用本文理论方法求解得到的动态啮合刚度分别与通过有限元仿真和经验法得到的最大值、最小值、平均啮合刚度进行对比,验证了本文理论方法的准确性;(2)通过研究斜齿行星轮系在啮合过程中的受力状态,从而建立了内外啮合斜齿轮对在其啮合线方向的弹性变形的表达式,通过对斜齿行星轮系统各构件进行受力分析,建立系统的振动平衡方程;分析了在齿轮啮合系统中的啮合刚度、齿面误差、啮合冲击激励和轴承支承刚度等动态激励因素,并考虑了3个行星轮间以及与内外齿间的啮合相位差,通过稳态振动响应求解,获得了斜齿行星轮系中各构件的相图和庞加莱截面,并进一步获得正常齿轮系统的动态均载系数;(3)以斜齿轮齿面剥落处的中心啮合点为坐标系建立了剥落起点和终点处的动态啮合角,并建立了切片齿轮剥落开始和结束时的边界条件,通过所建立的齿面剥落故障下的动态啮合角推导得到其各部分能量表达式;分析比较了不同剥落参数和形状对于动态啮合刚度的影响,进而利用齿面剥落后的动态啮合刚度求解了行星系统稳态响应,获得故障下的行星系统故障响应;分析了不同齿面剥落参数下的动态均载系数,剥落宽度会加剧系统的偏载现象;(4)利用ABAQUS求解了斜齿轮啮合时的齿根应力,确定裂纹故障发生起点,进一步通过有限元裂纹扩展模块求得裂纹长度;根据齿根裂纹对于齿轮的横截面积和惯性矩的影响的特点,建立了含齿根裂纹信息的能量表达式,对比了不同裂纹参数对于啮合刚度的影响,分析了不同裂纹参数下行星轮系的动态均载系数,不同裂纹参数对于系统偏载影响较为明显;(5)分别建立齿根裂纹和齿面剥落两种故障发生在相邻齿和不相邻齿上的基于太阳轮转角的动态啮合力的表达式,探讨了太阳轮发生故障时轴向扭振的速度时域曲线和频域曲线的异同点,本文采用了基于最大峭度准则的AR模型去提取故障信息,结合FFT滤波对得到的只包含故障信息的残差信号进行频域分析,分析比较了两种耦合故障下的时频域的差异,为以后的故障诊断及状态的监测提供重要的理论基础。