齿轮传动是在机械传动中应用最为普遍的一种传动形式。其中,圆齿轮作为实现定传动比的传动副应用最广泛,但其却难以满足有些机构(特别是一些自动机构)要求实现变传动比传动。而非圆齿轮则可以传递两轴间的非匀速运动,并且其在运动学、几何学等方面都具有独特的传动特点,但非圆齿轮尚未得到较为广泛的应用,主要原因是设计和制造的困难。计算机技术和数控技术在非圆齿轮的设计和制造中的应用将解决该问题。本文首先总结、归纳,并全面地论述了非圆齿轮的基本理论。接着建立了非圆齿轮节曲线和齿廓曲线的数学模型,然后使用MATLAB语言编程开发了非圆齿轮节曲线和齿廓设计的通用模块。本文设计的节曲线模块实现了对给定不同设计要求的节曲线的自动化设计,包括给定传动比函数、主动轮节曲线或要求再现函数的情况。该模块功能为,对节曲线的凸性、根切、压力角等参数进行校验,若各参数都满足正确啮合要求,则对其进行自动化设计计算,生成节曲线图形,并进行运动模拟。在齿廓曲线设计模块中,本文主要研究了较为常用的椭圆齿轮。对于椭圆齿轮,给定设计参数,就可以自动计算并绘制齿轮齿廓图形,并进行实体的运动仿真,直观的展现齿轮副的啮合过程。文中给出了两个模块的运行实例,并通过测试证明本系统运行稳定、良好,可有效的辅助非圆齿轮的设计和加工。最后分析比较了非圆齿轮多种加工方法的加工原理及特点,确定了本文设计的齿轮宜采用3B指令通过电火花线切割加工。在加工之前需要对设计的齿廓数据进行处理。通过比较分析各种插值拟合方法的优劣,确定采用二次逼近的方法对非圆齿轮的齿廓数据进行拟合,为线切割加工做好准备。