齿轮箱是风机系统的关键部件,它的正常运行通常会受到系统的动力输入部件及负载部件的干扰。同时,在实际运行过程当中,随机不确定风载往往会产生一随机转矩以及水平、竖直两方向的随机激励作用于齿轮箱结构;而一些常见的故障模式,如缺齿、齿面破损等,则会导致齿轮箱的动力学特性更为复杂。现阶段大部分的研究成果都是将齿轮箱从整个机械设备中剥离开进行单独研究,同时忽视了随机激励对齿轮箱动力学特性的影响,具有很大的局限性。针对上述问题,本报告重点研究随机激励作用下风机齿轮箱的动力学特性,同时对几种典型的故障特征进行了分析。报告主要由两部分组成:第一部分,建立具有十四个自由度的风机齿轮箱动力学模型,采用Davenport风速模型和谐波叠加法模拟了多组随机不确定风载数据并作用在模型上进行仿真计算,通过分析内部齿轮振动信号的时频谱图和概率密度函数,研究随机不确定风载对齿轮箱动力学特性的影响;第二部分,在原有模型的基础上,考虑了缺齿和齿面破损两种故障对齿轮箱动力学特性的影响,运用同步小波压缩方法对仿真计算得到的齿轮振动信号进行分析,提取出不同的故障特征。研究结果表明,与不受外部载荷作用的情况相比,随机不确定风载会导致任意时刻的齿轮振动信号呈一定的概率波动,在时频谱图上则变现为比较严重的调频现象。此外,通过与健康齿轮箱模型的仿真信号做对比,可便捷地提取出不同的故障特征。