高速、重载会造成机车齿轮箱内部温度升高,对齿轮啮合刚度、齿面摩擦等造成影响。目前大多数对齿轮系统的研究都会忽略温度影响,本文以机车齿轮传动系统为研究对象,在齿轮箱内部,综合考虑齿面摩擦、齿轮箱内部温度变化、齿侧间隙等因素,同时考虑轮轨蠕滑引起的负载波动对齿轮系统的影响。建立含裂纹故障的机车齿轮系统动力学模型,并分析裂纹故障的振动特性和响应特征,以及齿轮系统的稳定性。基于Hertz接触和Block闪温公式计算齿面接触和齿面闪温。首先对两个啮合齿面的相对滑动速度进行了计算,并通过闪温公式和热变形公式得到了闪温温度、齿廓形变及齿面摩擦因数在不同啮合区的变化情况,同时分析了不同输入转速下闪温温度的变化情况。采用等效悬臂梁模型的Weber法计算时变啮合刚度,在模型中分别添加齿根裂纹及分度圆裂纹,得到了含裂纹齿轮的啮合刚度的变化情况。综合考虑闪温引起的刚度以及时变啮合刚度,将其代入系统模型。从时、频两个响应域分析了健康齿轮及不同齿根裂纹工况下系统的动力学响应,得到了裂纹深度对机车齿轮系统动力学的影响规律,以及裂纹对机车齿轮系统的冲击响应特性,由此得了含裂纹齿轮系统的动力学响应特征。在相同裂纹深度的工况下改变输入转速,分析机车齿轮系统动力学响应特性,由此提出了裂纹检测的最佳转速区间,并建立了边频最大幅值区与转速的对应关系。最后利用近似解析的多尺度法得到含裂纹齿轮系统的一次近似解,其结果与数值法基本相同。同时,分析了系统的主共振和1/3次谐波共振的响应特性,得到了稳定性区间并进行了参数响应分析(阻尼、蠕滑率、刚度谐波幅值、内外部载荷、裂纹等参数)。分析结果表明裂纹的扩展对系统的稳定性有极大的危害,同时,裂纹会放大其它参数响应的不稳定性。通过对系统齐次方程的多尺度求解,得到了机车运行速度的稳定性图谱,为机车运行提供理论依据。