高档数控机床与机器人技术的发展使小型化、高效率、高功率的齿轮减速器成为现今社会关注与发展的重点。超减速比准双曲面齿轮副（SRH）是一种能够实现单级大传动比传动的齿轮组合形式,相比于传统的多级齿轮传动减速装置,超减速比准双曲面齿轮不仅能够实现较高的传动效率而且占用空间更小,能够代替多级齿轮传动。随着市场对于此类特殊单级大速比齿轮减速装置的需求不断提高,为超减速比准双曲面齿轮的发展提供了更多的机会。超减速比准双曲面齿轮是准双曲面齿轮的一种极端形式（小轮为锥蜗杆形式）,超减速比准双曲面齿轮传动相比于蜗轮蜗杆传动而言,其传动效率更高,并且其齿面为硬齿面,能保持较长时间的精确传动。超减速比准双曲面齿轮与普通准双曲面齿轮相比在设计方面有较大区别,由于对技术的保密,Gleason公司未公开超减速比准双曲面齿轮相关方面的设计与加工方法。超减速比准双曲面齿轮由于齿面间存在较大的相对滑动,其会加速齿轮的失效。本文开展基于滑动率的SRH齿轮优化设计研究。主要的内容包括以下方面:1、确立了超减速比准双曲面齿轮大轮与小轮的节锥,明确了节锥空间位置关系,给出了节锥几何参数之间的计算公式,并分析了节点处的运动,得出节点处基本结构参数。参考普通准双曲面齿轮几何参数计算公式,推导了超减速比准双曲面齿轮齿坯几何参数的计算方法,为了检验计算方法的可行性,以此方法设计得出了一对齿数比为3:74的超减速比齿轮副,并通过实际加工获得样件。2、构建了超减速比准双曲面齿轮的刀具坐标系与加工机床坐标系,通过空间矢量运算方法得出超减速比准双曲面齿轮大轮与小轮在不同加工方法下刀具坐标系中的刀具产形面方程。结合啮合原理通过刀具坐标系与加工机床坐标系的空间变换,建立了超减速比准双曲面齿轮的齿面数学模型。3、对齿面啮合运动进行分析,讨论了齿面相对运动速度,并分析了齿面滑动产生的原因。以超减速比准双曲面齿轮的齿面节点为原点建立空间坐标系,推导了节点处的滑动率计算公式,以齿数比为3:45与5:60的两组超减速比齿轮为算例,计算出了节点处滑动率数值,分析计算得出的数值是否符合齿轮实际啮合时的滑动情况,对公式正确性进行验证。4、以齿数比为2:60的超减速比齿轮副为例,以小轮滑动率为优化目标,在限制条件下,用遗传算法对螺旋角、压力角、节锥角等基本齿坯参数进行优化求解,并按照优化后的齿轮参数通过三维建模软件建立出优化前后的齿轮模型。5、以优化前后齿数比为2:60齿轮三维模型为仿真对象,采用Ansys有限元软件对模型进行接触仿真分析。通过接触仿真,比较优化前后齿面接触应力、最小疲劳寿命、齿面滑动距离和相对滑动速度等方面的变化,以此验证优化方法的有效性。结果表明:优化以后在相同的边界条件下,齿轮的齿面最大接触应力下降最大约为39.80%,齿轮使用寿命提高约为61%,齿面滑动情况得以改善,滑动距离与相对滑动速度降低。