谐波齿轮是依靠柔轮弹性变形来传递运动和动力的一种新型传动装置；具有传动比大、传动精度高、承载能力大、回差误差小、体小质轻等特点，而且能在密封空间中传递运动及动力等优势，在航空航天、高能加速器、原子反应堆、机器人及通用机械等领域中得到了广泛的应用，是其他传动装置无法比拟的。由于传动原理的新颖，就涉及到许多基本理论的研究，同时它又是传动设计中学科交叉的典型代表，至今还有许多问题仍有待进一步解决。　　工作中，薄壁柔轮是传递运动和动力的关键部件，和刚轮啮合齿对数多，同时构件本身又要产生弹性变形，其运动状态及轮齿啮合状况复杂，致使决定柔轮啮合传动性能的关键问题—其整体应力及变形呈非线性状态。目前，柔轮工作过程中，其啮合传动性能计算问题至今没有像刚性齿轮那样的一套成熟、规范的设计理论；而紧靠静态平衡解决，难以正确解决动态平衡问题，所以设计阶段，难以预估柔轮承载能力。　　课题以内式凸轮波发生器，刚轮固定，双波、径向啮合、柔轮输出的谐波齿轮传动装置为算例，建立了杯形柔轮的变形特征曲线方程；在确定柔轮与刚轮啮合齿廓不干涉条件下，进行了主传动件的结构设计；根据实际工况，基于板壳理论中圆柱壳体的力矩理论，在光滑筒体的基础上记入轮齿的影响，用校核双向稳定变应力状态下危险截面处安全系数的方法，计算分析了柔轮疲劳强度及柔轮齿面磨损情况。以Pro/E、ADAMS及 ANSYS/LS-DYNA为平台，分别进行柔轮结构三维参数化建模、刚柔耦合动力学及非线性数值计算方法研究；尽量贴近实际工况，解决杯形柔轮承载过程中，柔轮的运动参数、轮齿动态啮合状态以及应力、变形分布、疲劳位置预测等决定谐波传动装置啮合传动性能的关键问题。　　通过课题研究，进一步解决了杯形谐波减速装置中柔轮与刚轮的啮合过程、啮合状态及柔轮的受力分布规律；形成了一种多学科交叉的研究方法，为柔轮的强度设计起到一定的预测和防护作用，为工程机械谐波齿轮传动产品设计开发奠定基础。