减-变速集成齿轮由普通渐开线圆柱齿轮和非圆面齿轮组成,可实现圆齿轮与非圆齿轮两级串联机构的传动功能,在对传动性能、空间和重量有苛刻要求的航空航天、仪器仪表和机器人等高端领域具有广阔的应用前景。因此在特殊的时变瞬心激励下,研究减-变速集成齿轮的多参变振动特性,对其设计和应用具有重要的意义。阐明了减-变速集成齿轮的传动原理,给出了非圆面齿轮的节曲线及传动比方程,根据空间啮合理论推导了非圆面齿轮的齿廓模型,并基于非圆面齿轮的插齿加工原理,利用UG开发了非圆面齿轮的仿真加工程序,为轮齿刚度的有限元计算提供几何模型。研究了减-变速集成齿轮的瞬心变化规律,分析了时变瞬心激励机理,发现时变瞬心通过改变齿间相对法向位移、圆周力力臂以及产生动态惯性扭矩三种方式对齿轮系统进行激励。基于集中参数法,考虑了时变瞬心、啮合刚度、阻尼和轮齿误差等因素,建立了减-变速集成齿轮纯扭转动力学模型,利用数值计算方法求解了齿轮的动态响应,发现减-变速集成齿轮存在多频响应特性,随着瞬心激励频率和幅值的增大,减-变速集成齿轮的扭振加剧。进一步,考虑了轴承的支承刚度,建立了减-变速集成齿轮的横向-扭转-轴向耦合振动模型,通过数值分析发现多频响应也会出现在齿轮的轴向和横向振动中。最后通过5轴数控铣床,加工了非圆面齿轮,利用加速度传感器,测试了减-变速集成齿轮传动中的横向和轴向振动,实验结果中出现了与理论计算相近的瞬心频率和啮合频率,验证了减-变速集成齿轮的多频响应特性。