谐波齿轮传动因具有结构小、质量轻、传动比大、传动平稳、传动精度高以及负载能力大等优点而应用得越来越广泛,但使用者对其的各传动性能要求也越来越高,对于谐波技术研究者来说这不仅是挑战也是机遇。根据国内外学者研究的结果可知,设计开发合理的齿廓齿形对提高谐波传动的传动性能效果显著,本文是从这个研究方向出发,设计了合理的齿廓齿形以及与之相匹配的三大件(柔轮、刚轮、波发生器)的结构参数以达到谐波减速器的最优化配置。在研究的过程中,充分考虑到从减少刀具数量、方便加工齿形等加工工艺成本条件下,提出了两种研究谐波传动的技术方案,建立了通过齿廓法线法求解刚、柔轮的共轭齿廓的数学模型,并以基准齿形的各参数以及加工刚、柔轮时的变位系数为变量,通过matlab软件编写计算刚、柔轮的齿廓以及理论啮合侧隙、干涉检验的程序来判断所设计齿形的正确性。按课题要求设计了谐波减速器,设计了柔轮、刚轮、波发生器的具体结构,并通过理论计算结合有限元分析校核了柔轮的疲劳强度以及柔性轴承的疲劳寿命。设计搭建了测试谐波齿轮传动精度以及回程差的静态试验台、测试效率和温升的性能负载试验台。测试了谐波样机的传动精度以及回程差,通过效率温升实验标定了该谐波样机的额定载荷以及极限载荷。