凸轮型间歇机构具有结构简单,能自动定位,动静比可任意选择的特点,更适用于要求高速、高分度精度的场合,因而成为现代间歇机构发展的主要方向。但由于结构上的限制,现有分度凸轮机构的主要问题之一是难以用紧凑的结构实现大分度数。本文首次提出了行星分度凸轮机构的Ⅲ型结构和Ⅳ型结构,新机构具有结构简单、体积小、分度数大及承载能力大等特点,且不需要输出机构,因而具有广阔的应用前景。首先,本文根据共轭齿廓形成原理推导了行星分度凸轮机构Ⅲ型结构和Ⅳ型结构凸轮廓线的方程,利用Matlab软件对两种结构的传动过程进行了计算机仿真,讨论了Ⅳ型结构凸轮廓线的性质以及机构的主要设计参数的选取原则,此外,还对小分度数的Ⅳ型结构做了探讨,总结出了行星分度凸轮机构的创新思路。其次,本文对行星分度凸轮机构Ⅲ型结构和Ⅳ型结构的结构设计进行了研究,分析了Ⅳ型结构的正反转问题及克服Ⅲ型结构和Ⅳ型结构死点位置的方法,并从分度方式、克服死点位置的方法及凸轮-针轮副的啮合情况等方面,分析了Ⅲ型结构和Ⅳ型结构的区别。此外,还讨论了针齿销的支承结构。此外,本文针对行星分度凸轮机构Ⅳ型结构凸轮-针轮副的受力这一过约束问题,建立了变形协调条件,计算了机构单环和双环结构的压力角,并给出了凸轮与针齿之间作用力的计算方法,并对凸轮与针齿啮合齿面的接触强度及针齿销的弯曲强度进行了计算,同时,不考虑加工误差产生的间隙,分析了因针齿受力方向的不同而产生的啮合间隙问题。本文还采用微分法计算行星分度凸轮机构凸轮-针轮副的输出转角误差与构件几何尺寸误差之间的关系,推导出了行星分度凸轮机构凸轮-针轮副输出转角误差通用计算公式,并据此求出了Ⅰ型结构和Ⅳ型结构各几何参数的误差影响系数,以Ⅰ型结构为例进行了具体分析。最后,本文对双环式行星分度凸轮机构实验样机进行研制,所有零件均为全新设计,样机的试运行成功证明了新机构运动的可行性。还对样机安装平衡配重前后的振动信号和噪声信号进行了分析,验证了平衡对于机构减振和降噪是必要的。