谐波齿轮传动是近几十年发展起来的一种新型齿轮传动技术,由柔轮、刚轮和波发生器组成,主要靠谐波齿轮柔轮的弹性变形来传递运动。谐波齿轮传动设计牵涉到的因素较多,因此设计较复杂。用传统设计方法设计的谐波齿轮虽能满足要求,但设计参数不一定是最合理的,且设计效率低,成本高,这些都制约了谐波齿轮技术的推广和应用。因此谐波齿轮传动设计的研究,对开发合理、高效的减速器有着重要的理论意义和实用价值。本文从谐波齿轮的啮合理论、优化设计和虚拟设计三个方面对谐波齿轮传动进行了研究。主要研究内容如下:(1)依据谐波齿轮传动基本原理和啮合原理,对谐波齿轮组成和工作方式进行了阐述。对谐波齿轮运动学进行了分析,讨论谐波齿轮柔轮在不同载荷作用下的变形形状和变形量。阐述了谐波齿轮建模方法。(2)研究了谐波齿轮几何尺寸设计公式,讨论了谐波齿轮的主要失效形式和校核计算。对于动力传动谐波齿轮,给出了几何结构尺寸计算公式,并讨论了谐波齿轮传动单级传动效率。针对谐波齿轮的主要失效形式,依据谐波齿轮传动的基本原理,讨论了谐波齿轮的齿面磨损校核计算、强度校核计算和筒体稳定性计算,并给出了相应的计算方法。(3)针对谐波齿轮设计的特点,将遗传算法运用于谐波齿轮优化设计当中,实现了谐波齿轮多目标优化,为谐波齿轮的设计提供了一种新的优化设计思路。研究了遗传算法的基本原理、算法步骤,并将遗传算法运用于谐波齿轮的参数化设计当中,优化了谐波齿轮的设计参数。以减小体积、提高传动效率为目的,以多个设计参数为优化变量,将遗传算法引入到谐波齿轮的优化设计中,实现谐波齿轮遗传算法的多目标优化设计。给出了优化实例,对比结果说明将遗传