齿轮传动是工业生产中应用最为普遍的一种机械传动方式，圆柱齿轮传动可以实现定传动比的回转运动，同时圆柱齿轮应用的时间最早，应用的领域最广。但是，随着工业生产方式的多样化，圆柱齿轮已经不能满足某些特定机构的传动要求。非圆齿轮的节曲线是非圆曲线，能做变速比的两轴间的传动，兼有凸轮和连杆机构的优点，逐渐被应用于许多工业领域的生产机构中。与此同时，掌握和应用非圆齿轮在动力学的规律，能极大地提高工业生产的效率。目前，非圆齿轮优化设计的方法需要改善，有关非圆齿轮传动不平稳性的动力学研究亟待加强，动力学研究的理论体系有待完善。　　本课题对非圆齿轮设计方法及其动力学仿真做深入而较为完整的研究，逐步完善了非圆齿轮优化设计及动力学的相关理论知识。非圆齿轮与圆柱齿轮不同，其轮齿形状、节曲向径、齿廓方程、啮合特征等都是不断变化的。本文采用极坐标系与直角坐标系的表示方法，推导出计算非圆齿轮节曲线的函数方程；对非圆齿轮的曲率半径公式做了推导并对其节曲线的凹凸性进行判别，提出满足节曲线封闭的判定条件；参照圆柱齿轮列出了非圆齿轮基本的参数计算公式，从压力角的校验、是否根切等做了重要的论述；以椭圆齿轮为例，详细研究了椭圆齿轮节曲线的设计和主要参数的计算；在一阶椭圆齿轮的基础上加以演变，推导出高阶变性椭圆齿轮节曲线的设计公式；利用节曲线设计椭圆齿轮齿廓的原理，同时采用折算齿形法在 Pro/E中绘制精确的椭圆齿轮的三维实体模型；使用ADAMS软件对椭圆齿轮副进行运动仿真与分析，获得非圆齿轮副传动过程中角速度与时间的关系曲线图，与理论曲线进行对比两者形状相似，从而验证了非圆齿轮的运动规律；最后，在ABAQUS软件中导入椭圆齿轮副三维实体模型，建立椭圆齿轮的动力学模型，即扭转振动分析的模型，对一阶椭圆齿轮和高阶椭圆齿轮进行模态分析求解，得到了椭圆齿轮各阶模态的振型及固有频率，通过对比和分析验证了椭圆齿轮（非圆齿轮）的动力学特征。　　通过本课题对非圆齿轮的设计及动力学的仿真研究，完善了非圆齿轮的三维实体建模的设计方法，优化非圆齿轮的设计，减小齿轮机构工作中出现的惯性力，降低非圆齿轮在啮合过程中的机械振动，消除噪音的污染，提升整个非圆齿轮机构的工作性能，延长整个机械系统的工作时长等等，为非圆齿轮的进一步研究与改进提供了可靠的理论支撑。