齿轮是机械装备的基础零部件之一,是应用最为广泛的关键基础件。椭圆齿轮是为了适应变速比传动的要求,在圆柱齿轮、凸轮机构以及连杆机构的基础上衍生而来的,具有结构紧凑、传动平稳和能适应特定运动函数等优点,主要适用于低速、大扭矩场合。随着椭圆齿轮特殊的应用场合的扩大以及其在传动过程中所起的关键作用,分析椭圆齿轮传动系统的啮合特性具有一定的指导意义和实用价值。本文以椭圆齿轮为研究对象,通过理论分析、有限元仿真和传动试验相结合的分析方法,围绕着椭圆齿轮传动系统在工程应用过程中的非线性传动特性、啮合特性、传动误差和传动试验等几项关键问题展开了深入的研究,较系统的分析了椭圆齿轮传动系统的啮合特性。主要研究内容包括:（1）建立椭圆齿轮副参数模型,分析结构参数对固有特性的影响。椭圆齿轮副的传动比、从动轮转角、角速度、角加速度、压力角、重合度均随着偏心率的增大而呈现出递增趋势。椭圆齿轮齿廓角随轮齿在节曲线上的位置分布呈现出周期性变化趋势,进一步验证了椭圆齿轮齿廓的不一致性。扭矩波动性分析表明,椭圆齿轮副变比传动特性使得主、从动轮上所承受的扭矩存在一定差异。（2）建立椭圆齿轮副非线性动力学模型,分析参数激励下系统的非线性响应。推导了模型参数的数学表达式,考虑时变齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合阻尼、静态传递误差和动态激励等因素后建立了椭圆齿轮副非线性动力学模型。分析结果表明在一定范围内减小激励频率有利于提高系统的稳定性,阻尼系数的增大可以缩小系统进入混沌运动状态的时间间隔,时变啮合刚度系数的增加使系统逐渐由拟周期运动过渡到混沌运动状态,增大负载能使系统快速进入稳态运动。（3）提出并建立了椭圆齿轮副承载接触有限元模型,研究椭圆齿轮副啮合特性的分布规律。基于承载接触理论,建立椭圆齿轮全齿承载接触有限元模型,分析并获取了椭圆齿轮齿面等效塑性应变、等效应力和齿面压力随轮齿在齿宽方向、齿高方向和节曲线上位置的动态匹配关系。在此基础上,基于椭圆齿轮承载接触模型,获取了椭圆齿轮副啮合冲击分布规律,冲击应力和冲击合力均呈现出从椭圆节曲线长轴两端向短轴两端逐渐递增的分布趋势,冲击时间呈现出从椭圆节曲线近焦点处到远焦点处递增的趋势。（4）建立椭圆齿轮副传动误差模型,分析传动误差对齿轮系统啮合特性的影响。在考虑偏心误差的基础上建立了椭圆齿轮副传动比误差和传动误差模型,获取了偏心误差、偏心率及初始相位角对系统传动比误差和传动误差的影响。随着偏心率的增大,椭圆齿轮的传动比误差和传动误差均呈现出递增趋势,且优化初始相位可以降低传动误差。基于椭圆齿轮承载接触模型,提出啮合误差概念,啮合误差随轮齿在节曲线上位置的不同而呈现出由椭圆节曲线长轴两端向短轴两端逐渐过渡减小的分布规律。（5）搭建椭圆齿轮传动试验台,分析工况参数对齿轮系统啮合特性的影响。结合理论分析,对椭圆齿轮传动系统进行了传动误差、动态回差、摩擦转矩和传动效率试验分析。分析结果表明,动态传动误差随着转速的增长呈现出递减的变化趋势,随着负载转矩的增大而呈现出递增关系,试验结果与理论分析一致。动态回差随着转速和负载转矩的增加均呈现出递增趋势,摩擦转矩随着转速的增大而呈现出递增趋势。瞬时传动效率随着转速增加呈现出递减趋势,随负载转矩的增加呈现出递增趋势,这与理论分析一致,验证了椭圆齿轮副确实适用于低速、大扭矩场合。本论文通过理论分析、有限元仿真以及传动试验相结合的分析方法,对椭圆齿轮传动系统啮合特性进行了较系统的研究,为椭圆齿轮的工程应用和相关产品开发提供了一定的理论指导。