随着经济的发展，人们对各类中高档地毯产品的需求日益增加，作为簇绒地毯机械的主要部件，高性能的织针成圈机构是地毯机正常工作的必要保证。我国的地毯产业属于新兴产业，地毯装备全部依赖进口，这严重制约了我国地毯产业的发展。因此，我国急需对高速簇绒地毯机传动系统设计方面进行研究。在分析研究现今簇绒机簇绒机构运动特点和不足的基础上，本课题提出一种利用非圆内啮合齿轮传动机构传统簇绒机成圈机构改进设计，以实现成圈钩非简谐的运动方式，从而达到提高簇绒机的簇绒速度和精度的目的。本文主要采用了逆向工程设计理论及对比的方式，对传统簇绒样机成圈机构进行了结构分析，并通过仿真软件得出传统簇绒机的运动特性；针对该运动特性不足之处提出了改进设计新方案。针对新方案中运用的普通齿轮机构、非圆内啮合齿轮传动机构分别进行了设计。通过齿轮与齿条的啮合求出圆柱直齿轮的齿廓曲线，并采用VB软件进行参数化编程及建模。对非圆内齿轮共轭啮合理论进行推导，由范成法、齿轮刀具与非圆齿轮的啮合原理，应用VB软件分别对非圆外齿轮和非圆内齿轮进行参数化编程及建模。利用Solidworks Motion软件，对非圆内啮合齿轮传动机构的仿真分析结果与MATLAB编程的分析结果进行了对比，得到非圆内啮合齿轮传动机构的运动特性。设计出了齿轮箱，建立了新方案簇绒机的虚拟实验样机，对簇绒机新方案进行了装配和仿真分析，并与传统簇绒机的传动分析结果进行了对比，得出新方案的运动特性。本文为簇绒机传动机构的改进提供了一定的依据。同时通过非圆内齿轮传动机构的理论推导和仿真分析，推广了非圆内齿轮传动机构的运用范围，具有重要的理论意义及实用价值。