针对自动机械高速、高精度分度运动的工程需求,以一种新型同轴式凸轮连杆组合分度机构为对象,详细论述结构与传动原理,建立该种分度机构的参数化运动模型及等效力学模型,进行机构运动学、动态特性及受力分析,综合考虑机构运动和力传递特性及凸轮接触应力,采用多目标有约束优化算法得到最优尺度参数。全文主要研究内容如下:首先,系统分析该种同轴式分度机构的结构与工作原理,定义机构的工况参数和结构参数,根据机构传递特性对结构参数进行简化,推导共轭凸轮的廓线方程及曲率半径表达式,分析结构参数对廓线几何特性的影响。其次,建立机构的运动学及等效力学模型,分析机构的运动及动态特性,揭示机构结构参数对构件运动规律、惯性力矩以及机构等效转动惯量和等效力矩等的影响规律,建立机构运动学约束方程,为后续机构优化设计提供约束条件。然后,建立计入构件惯性力的力学模型,分析各运动副约束反力在一个分度运动周期内的变化规律,计算凸轮接触应力,并选取接触应力大小为机构设计的静力学评价指标,为机构的尺度综合、结构设计、强度分析等研究奠定基础。最后,根据杆长约束、曲率半径约束等约束条件,以提高分度机构的运动和力传递特性及降低凸轮接触应力为目标,建立机构优化设计模型,采用多目标有约束优化算法进行求解,得到一组使该分度机构具有较好的运动和力传递特性以及更长的使用寿命的尺寸参数。