齿轮传动系统广泛应用于工业领域设备中,其健康状态直接影响设备的运行可靠性。按结构进行分类,齿轮传动系统可分为定轴齿轮系统和行星齿轮系统,二者由于结构的不同,导致其振动响应信号特征差异较大。对定轴齿轮系统和行星齿轮系统在考虑故障及故障转速波动工况下的箱体振动响应信号特征展开研究,有利于更好的进行齿轮系统状态监测和故障诊断。(1)基于多体动力学软件LMS Virtual.Lab对齿轮接触力和CAD接触力在齿轮箱故障仿真方面的应用优缺点展开研究分析,相较于齿轮接触力,CAD接触力更适用于齿轮箱故障仿真。(2)采用CAD接触力建立定轴齿轮箱刚柔耦合动力学模型。在定转速工况和输入轴存在转速波动工况下验证了定轴齿轮箱模型的正确性。定转速工况下,随着故障程度的增大,冲击型故障和平稳性故障各自对应的故障调制边频带幅值和宽度均有所增大。由于输入轴故障转速波动的存在,平稳型故障和冲击型故障振动响应加速度信号在各阶啮合频率两侧出现以故障齿轮转频为间隔的非对称相位调制边频带,相位调制边频带幅值大小和频带宽度与转速幅值谱低频成分密切相关。通过实验对仿真得到的平稳型故障和冲击型故障频域分布特征进行了验证。(3)建立了太阳轮浮动式行星齿轮箱刚柔耦合动力学模型。考虑太阳轮浮动引起的转速波动后,在各阶啮合频率阶次附近的峰值处和两倍太阳轮绝对转频调制边频带两侧存在以两倍太阳轮相对转频阶次为间隔的调制边频带。考虑输入轴存在太阳轮平稳型故障或冲击型故障引起的转速波动时,在各阶啮合频率阶次附近的峰值处、两倍太阳轮绝对转频调制边频带、两倍太阳轮相对转频调制边频带两侧出现以故障特征频率阶次为间隔的非对称相位调制边频带,相位调制边频带幅值大小和频带宽度同样与转速幅值谱低频成分密切相关。通过太阳轮平稳型故障实验及其冲击型故障实验,验证了仿真结果中得到的频率分布规律。