本文研究的对象是同轴式基于磁场耦合原理的永磁齿轮。相比传统的机械齿轮，磁齿轮具有如下优点，比如：转矩密度大、效率高、易于维护、寿命长等等，近年来吸引了越来越多的关注，逐渐被应用到风力发电、直接驱动等领域。本论文研究来自汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题“非接触磁力无级变速器的设计及其在小型轻载车辆中的应用”（项目编号：71275001）本文在理论分析，仿真分析及实验相结合的方式对磁齿轮进行研究，具体方式如下：首先，运用解析的方法对磁齿轮工作原理进行详细的介绍和推倒，阐述内转子永磁体磁极对数、调磁定子调磁块数以及外转子永磁体磁极对数之间所具有的关系，并建立了磁齿轮的有限元模型，随后电磁有限元软件对磁齿轮性能进行仿真，仿真包括静态仿真和动态仿真。其次，在初步掌握磁齿轮的静态及动态特性之后，提出优化磁齿轮的方案，依据仿真结果对磁齿轮的参数进行优化，并参考永磁电机中常见的海尔贝克排列对磁齿轮进行结构优化，并进行仿真验证。再次，由于磁齿轮是同轴结构，并且相互嵌套，所以构成部件容易产生加工及安装误差。文章将对磁齿轮的偏心现象，特别是静态偏心现象进行研究，如，通过静态偏心现象下的磁齿轮不平衡磁拉力、齿槽转矩分析静态偏心对磁齿轮性能的影响。最后，通过实验的方法对磁齿轮的一些基本特性进行实验验证，并同有限元分析结果相对比，从而对磁齿轮进行进一步优化，其中包括磁齿轮实际的设计、加工方案，磁齿轮实验台的布置，实验台的实验方案选择。