压缩机是一种非常典型的旋转机械,其特点是重量大、跨距长、转速高、工况复杂等。转子系统是离心式压缩机的关键部件,其振动严重地危害机组的长期安全稳定运行。鉴于结构的复杂性,长期以来,压缩机行业对大型复杂转子系统的弯扭耦合振动特性研究还不是很清楚,致使某些产品在工作中出现了严重的异常振动。本论文以沈阳鼓风机集团提供的扬子PTA压缩机组中透平膨胀机系统为研究对象,以有限元分析计算软件ANSYS和MATLAB为平台,建立了相应的动力学模型和有限元模型,对齿轮耦合膨胀机转子系统的振动响应特性进行了细致的分析研究,进一步提高了产品的可靠性和安全性。主要工作内容如下：(1)推导了全自由度通用三维斜齿轮啮合动力学模型,建立了齿轮耦合转子系统的弯扭耦合振动方程。以ANSYS和MATLAB两种分析软件对透平膨胀机系统进行了有限元建模,计算了透平膨胀机系统的固有频率。通过固有特性计算结果对比,验证模型的准确性与可靠性。(2)分析计算了透平膨胀机系统不平衡振动响应特性,并通过ANSYS和MATLAB两种建模分析下的系统不平衡振动响应结果对比,再次验证了模型的准确性。依据API617标准,对系统进行临界转速校核,计算隔离裕度。(3)对透平膨胀机系统进行了瞬态扭转激励下、齿轮啮合静态传递误差条件下以及联轴器不对中条件下,系统的振动响应特性分析。(4)分析了透平膨胀机系统在瞬态扭转加轴系不平衡、静态传递误差加轴系不平衡和联轴器不对中加轴系不平衡三种工况下,轴系的振动响应特性,对比得出各因素对轴系振动的影响。