面向现代制造业对高精度高承载能力齿轮传动的迫切需求,研究一种新型对数螺旋线齿廓减速器的性能分析与设计方法。与传统渐开线、摆线减速器相比,对数螺旋线齿廓近乎面接触,因而具有更高的啮合刚度与承载能力。本文在系统分析新型减速器的结构与传动原理的基础上,开展了共轭齿廓啮合特性、静力学建模及参数化设计等方面的研究,以期为指导新型减速器设计提供技术支撑。本文主要工作与研究成果如下:在共轭齿廓啮合特性研究方面:基于对数螺旋线几何特性,研究了基于活齿传动的对数螺旋线共轭啮合原理,并建立了减速器的结构拓扑模型。结果表明,活齿与齿圈齿廓均采用对数螺旋线齿廓时可实现共轭啮合,且活齿对数螺旋线齿廓上啮合点不随转角的变化而变化。通过抽象出活齿对数螺旋线运动规律,建立了齿圈与激波凸轮的廓线方程,分析活齿运动规律的周期性变化情况。在齿廓修形与传动特性分析方面:根据运动规律高阶导数连续的要求,建立活齿的修正对数螺旋线运动规律,分别利用高次多项式和三角函数对运动规律初始/结束位置进行修形,并对活齿齿顶修形,避免顶点磨损。分析了修形后活齿与激波凸轮/齿圈的啮合角、激波凸轮曲率半径及机构的重合度等几何特性的周期性变化。结果表明,机构的重合度较大,修形会部分降低重合度,活齿齿圈共轭齿廓的诱导曲率非常小,具有较高的承载能力,共轭齿廓啮合角为螺旋角余角,活齿与激波凸轮间啮合角较与齿圈间啮合角小,且在工作段变化不明显。以上研究为后续的静力学分析与设计奠定了理论基础。在静力学分析与参数设计研究方面:基于赫兹理论,建立活齿与激波凸轮间的变形协调条件,建立了整机静力学模型,求解各作用力以及输出力矩周期性变化情况,分析螺旋角和激波凸轮基圆半径对静力学指标的影响规律,结果表明,随着螺旋角和激波凸轮基圆半径的增加,各作用力呈现出单调递增或单调递减的不同趋势,输出力矩随螺旋角的增大呈现出先增大后减小的趋势。以机械效率较大,活齿与齿圈/保持架间受力较小为目标函数,对螺旋角和激波凸轮基圆半径进行优化设计,获得了一组满足设计需求的参数组合。在减速器结构设计方面:开展减速器样机研发,根据工程经验,选取零件材料,基于强度理论开展结构设计。建立减速器的三维模型。简化减速器模型,采用有限元法验证了减速器各位置接触应力均满足强度要求,且活齿与齿圈之间的接触面积较大,减速器可承载较大的载荷。