随着水平轴潮流能水轮机日益广泛的应用于各大潮流电站，水平轴变桨距潮流能水轮机以其能量利用率高和起动流速低等优势，普遍受到人们的关注。本课题依托国家海洋局新能源专项对水平轴潮流能水轮机变桨距系统进行研究。本文首先从潮流能水轮机基础理论和变桨距原理出发，通过分析桨叶受力，计算出基于桨叶离心力和水动力产生的变桨力矩，进而求得变桨距系统的总负载力矩。然后针对ZI型普通圆柱蜗杆传动变桨距机构，以蜗轮齿圈质量最小为目标进行蜗杆传动优化设计，进而选取桨叶密封和变桨电机，构建出变桨距系统，结合发电机组件，设计出1kW水平轴变桨距水轮机。接着简要介绍了虚拟样机技术，运用Cro/E搭建出变桨距系统总体模型，采用ADAMS重点对蜗杆传动变桨距机构的转速和受力进行仿真分析。最后根据实验室现有条件，设计制作1kW水平轴变桨距水轮机样机，进行基于流速和桨距角水轮机效率实验，得出水轮机效率曲线，实验得出增加桨距角可以减小水轮机起动流速；在流速变化时调节桨距角有益于提升水轮机的效率；验证了变桨距水轮机相对于定桨距水轮机具有低起动流速和高效率的优势。