无级变速技术目前在很多行业都得到了广泛的应用，由于其变速过程平缓、工作可靠性高、有很好的稳定性和经济性，目前得到了很大的关注和研究。在分析目前机械式无级变速器的研究现状和特点的基础上，发现目前机械式无级变速器的缺陷之一是输出运动不能实现匀速运动。本文提出一种新型锥形结构机械式无级变速器，采用具有组合运动规律的摆动从动件凸轮机构，以及单向超越离合器来实现完全的匀速运动。利用三维建模技术、虚拟样机技术、有限元技术对该新型机械式无级变速器进行设计研究。利用SolidWorks软件建立该无级变速器的三维装配体模型；利用Adams/View和HyperWorks系列软件建立该无级变速器的多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型；利用HyperWorks系列软件，结合有限元理论，建立该无级变速器的关键部件的有限元模型。仿真结果表明，应用刚柔耦合动力学模型分析更符合实际，能更准确的描述实际模型。采用齿轮机构、三个对称布置的凸轮机构以及单向超越离合器的运动合成，利用凸轮的等速运动规律，理论上输出运动可以实现完全的匀速运动输出，仿真时得到了很好的效果，运动和动力性能良好。通过轴向移动摆杆，使摆杆与锥形凸轮的不同部位接触，实现无级变速，变速效果良好。利用SolidWorks、Adams/View、HyperWorks建立该无级变速器的多体动力学模型和有限元模型，进行运动学、动力学以及有限元分析，为无级变速器的设计及分析提供了新的思路。