谐波齿轮传动是随着空间技术的发展而诞生的一种新型传动方式，其工作原理是利用柔轮的弹性变形波来实现运动或者动力传递，因其具有结构简单、传动精度高、传动比大等诸多优点，在航空、航天、机器人等领域得到了广泛应用。在谐波齿轮传动过程中，柔轮的运动情况比较复杂，作为弹性薄壁构件需承载交变应力，容易造成齿面磨损和疲劳断裂。因此，建立合适的模型对谐波齿轮传动过程中柔轮的错齿运动进行模拟分析具有重要意义。　　本文首先针对谐波齿轮传动过程中柔轮的错齿运动设计了一种新的接触疲劳试验装置，根据机械设计原理对装置各个零件进行强度与刚度校核。并根据已知参数、实际工况与啮合参数，设计了柔轮与刚轮的基本结构。基于两者的齿形参数分别选取两个构件的单齿，设计了疲劳试验装置的试验件，并对整套试验装置进行三维实体建模。　　其次，讨论了使用有限元分析法求解齿面接触问题的基本原理，通过软件ABAQUS建立了试验装置的有限元模型，基于接触非线性有限元分析对试验装置运行过程进行动态仿真，得到了装置关键位置的应力场分布情况，并将分析结果与谐波齿轮传动实际结构的仿真结果进行对比。根据实际工作中谐波齿轮传动的运动特性，研究了法向载荷大小与装配角度的变化对装置运行过程中柔轮齿的应力场造成的影响。　　最后，讨论了动力学接触碰撞模型的基本原理，建立了试验装置的动力学仿真模型。使用ADAMS软件，根据试验装置的工作原理对其运行过程进行动力学仿真，研究装置的动力学特性。并通过比较动力学特性，分析不同的位移载荷加载方案与不同的法向载荷大小对装置动力学特性的影响。根据动力学仿真的结果，基于赫兹弹性接触理论，选择适当的模型求取试验装置的接触应力，并通过与有限元分析结果对比，对理论计算值进行修正。