齿轮传动系统常用于变速箱中,由于间隙和时变刚度等因素的存在,导致齿轮在传动过程中会产生振动,这对车辆的平稳行驶和传动系统的可靠性都会造成不良影响,如产生冲击噪声,导致传动误差增大等。本文以两档自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)为研究对象,考虑齿轮传动过程中的非线性因素,建立了两档齿轮系统的非线性动力学方程,通过数值仿真得到了系统的相图、时间响应图、庞家莱映射图、FFT频谱图以及分岔图。基于数值仿真结果,结合非线性的理论知识和研究方法,对系统关于不同参数的分岔特性及特定参数下系统的动态特性进行了研究,研究结果表明:随着激励频率的变化,系统会出现跳跃和混沌等非线性系统中才会出现的现象。在阻尼比很小的时候,系统是混沌的状态,当阻尼比增大时,系统逐渐进入周期状态。当载荷较小时,系统处于混沌状态;随着外载荷的逐渐增大,系统出现跳跃现象,并且趋向于周期运动。当汽车以一定速度平稳行驶时,由于不同档位的齿轮处于同一根齿轮轴上,当一档啮合时,另一档处于空转状态,两者会发生耦合。为了揭示耦合作用下的齿轮系统非线性特性,通过振型叠加法分析平稳运行工况下两档齿轮的耦合作用,建立了齿轮系统的非线性耦合模型,对模型进行仿真,得到系统关于转速的分岔图。当转速较低时,系统响应为周期状态;转速逐渐增大,系统无序性也在增加,系统进入混沌状态。在基于电机主动同步的无离合器无同步器换挡过程中,由于电驱动系统中齿轮系统工作时具有非线性特性,为了研究这种非线性特性对换档的影响,基于齿轮系统的非线性动力学模型,分别建立卸载和电机主动同步两个过程的动力学方程。通过仿真分析,在卸载过程中,仿真得到各个齿轮的无量纲扭转振动速度及FFT频谱图;在电机主动同步过程中,通过对比包含齿轮系统的电机控制模型与忽略齿轮系统的电机控制模型的仿真结果,可以看出齿轮啮合过程中的非线性响应可能会导致换档困难。