行星传动是重要机械传动形式，随着国际海事组织(IMO)对可靠性和静音性要求不断提高，大功率船用行星传动系统振动控制成为近年来的研究热点，行星传动系统的动力学建模和振动预测成为需要攻克的难点。与传统方法不同，本文针对含齿圈弹性的两级行星传动系统开展振动建模、响应预测及试验验证研究。具体工作如下：
　　建立了考虑转动惯量和剪切效应影响的弹性圆弧曲梁面内振动模型，将面内振动方程解析解以分离变量形式代入曲梁方程，得到了波数与频率之间的关系式；进而探究了径向波和切向波在曲梁中的传播模式、波数与频率的色散关系、幅值和相位随频率的变化规律。将两种材质周期交替连接，构造出一种半圆型周期圆弧曲梁结构，根据两种材质状态参量在界面结合处协调性理论推导了面内振动传递矩阵，结合Bloch定理给出了无线周期曲梁结构径向波和切向波的能带曲线。通过在曲梁初始端处加载位移激励，计算了面内圆弧曲梁的径向振动和切向振动传递率，分析了复合弹性薄圆环结构弯曲振动的传输特性。
　　建立了一种考虑齿面摩擦和齿圈弹性的两级行星传动系统弯扭耦合动力学模型，分析了齿轮啮合转动过程中曲率半径、滑动速度，以及摩擦系数对时变啮合刚度的影响规律。分析了传动系统的固有特性，给出了振型，比较了不同行星轮个数情况下刚性齿圈和弹性齿圈时的传动系统固有频率变化规律，讨论了不同齿圈弯曲刚度和齿面摩擦系数对两级行星传动系统固有频率的影响规律。
　　分析了幅值调制、频率调制和相位调制的行星传动系统振动特性的调制机理，探究了行星轮个数、行星轮间距布置形式、各中心构件齿数等参数对幅值调制的影响规律，给出了调频系数和调相系数对调制边频带的影响规律。建立了考虑安装误差作用的传递误差、时变啮合刚度、啮合激励力的幅值调制、频率调制和相位调制数学模型，比较了考虑安装误差调制和不考虑安装误差调制时两级行星传动系统的时域响应和频域响应，讨论了齿圈弹性、两级间耦合刚度、转速工况、负载扭矩波动和齿面摩擦系数等参数对调制边频带的影响规律。
　　建立了考虑齿圈弹性、齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙、传递误差等因素的两级行星传动系统非线性动力学模型，分析了无间隙无摩擦、有间隙无摩擦、有间隙有摩擦时的时变啮合刚度曲线。数值比较了有、无齿面摩擦时，两级行星传动系统各中心构件的横向振动和扭转振动的转速-位移分岔曲线。讨论了激励频率对系统混沌分叉特性的影响，给出了各中心构件的时域曲线、相图和庞家莱截面等非线性振动响应。
　　搭建了两级行星传动系统实验台架，测试了空载、恒定负载和波动负载三种工况下两级行星传动系统的振动特性，包括时域响应、频域响应以及轴心轨迹等。将数值模拟得到多个转速工况下的时域响应和频域响应与实验测试结果进行比较，理论探究典型特征频率的来源，对边频调制现象进行解释，实验测试结果验证了本文理论计算的正确性。