拓扑理论是研究、分析及创新行星齿轮机构的基础,在过去的拓扑理论的研究过程中,由于对行星齿轮机构的拓扑图形进行高度抽象及元素过度弱化,致使在拓扑图形上无法明确地反映出行星齿轮机构中各构件之间的关系及各构件的区分度相对模糊,并且对行星齿轮机构的拓扑同构和拓扑运动学问题的分析较为复杂。而风力发电增速箱是典型的多级行星齿轮传动,但由于风速的随机性,在强阵风冲击的交变载荷条件下,致使各行星轮上的载荷分配难以均衡,引起振动与噪声,严重影响风力机的可靠性和使用寿命。针对上述问题,本文对行星齿轮机构的图形符号表示以及风力发电增速箱多级行星齿轮均载特性进行了以下方面的研究:(1)行星齿轮机构的图形符号表示。针对现有的各种图形表示法对行星齿轮机构的整体结构特征、运动特性以及构件区分度描述的模糊问题,定义了能够更加清晰地描述行星齿轮机构结构拓扑模型和运动拓扑模型的图形符号,并提出了完善地拓扑演变方式,结合实例分析了该图形表示法的有效性。(2)基于图形符号表示的多级行星齿轮机构构型及同构判别分析。基于所提出图形符号表示法,将行星齿轮机构的结构拓扑模型转换成邻接矩阵进行表示,建立了行星齿轮机构与邻接矩阵的一一对应关系,将多级行星齿轮机构的构型设计转化为矩阵的运算问题,通过拓扑反演推出多级行星齿轮机构构型方案的结构简图,同时,进一步地提出一种判别多级行星齿轮机构构型方案之间是否同构的方法—Hamming矩阵法,通过实例,将其与经典的特征值和特征向量法进行对比分析,验证该方法的准确性。(3)变风载下多级行星齿轮传动系统的均载特性分析。本文以风电增速箱两级行星齿轮传动加一级平行轴齿轮传动为研究对象,首先,采用双参数威布尔分布风速模型模拟实际风场的风速,获得了由随机风载荷引起的时变输入转矩并以此作为传动系统的外部激励。然后,在考虑轮齿啮合误差、啮合刚度和啮合阻尼等因素下,采用集中参数法,建立了传动系统的动力学模型,利用拉格朗日方程推导出齿轮传动系统的动力学微分方程,并给出矩阵参数的表达形式。最后,利用动力学均载系数评价该传动系统的均载特性,通过对所建立的二阶系统微分方程降阶,在综合考虑外部激励和内部激励的基础上,借助数值分析方法分别仿真分析了系统在额定输入转速和时变输入转速下的各行星齿轮副的均载系数。(4)最后总结了全文,对本文研究工作的不足之处进行归纳,对后续可能的研究方向进行展望。