在机械传动中,齿轮传动是应用最为普遍的一种传动形式。其中,圆齿轮在实现定传动比传动时应用最广泛。但在有些特殊机构中,需要作变速比传动,传统的圆齿轮就难以满足这种传动的要求,而非圆齿轮传动以其在运动学、几何学方面特有的传动特点正好能满足这样的运动要求。非圆齿轮的啮合理论研究已经比较完善,由于其节曲线为非圆形,这使得其设计和制造都比较困难。本文的研究内容就是为解决上述设计和制造问题,更好地实现非圆齿轮的CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)制造和应用。本文首先根据非圆齿轮啮合原理,针对不同的传动比要求和设计参数,建立非圆齿轮节曲线数学模型。运用MATLAB软件,对几种常见的非圆齿轮节曲线及传动比曲线进行了计算分析,通过非圆齿轮基本参数的计算,并对其根切、凹凸性等进行了校验。以高阶椭圆齿轮为设计实例,通过对高阶椭圆齿轮副传动比的分析,获得了偏心率和传动比的变化关系。采用“折算齿形”法,制定出非圆齿轮齿形的数字化设计流程,根据MATLAB程序计算出的对非圆齿轮齿形参数,利用CAXA软件进行CAD设计及图形绘制,再将其导入到Solidworks软件中,进行非圆齿轮的三维仿真造型。最后,利用CAXA软件进行非圆齿轮的加工仿真及数控加工程序设计,采用3B加工代码在数控线切割机床上进行了加工试验,验证了上述研究内容的正确性。另外,为了进一步验证上述设计方法及研究结果的通用性,通过参数化建模、加工仿真、程序设计及加工试验,对常见的其它类型的非圆齿轮(Pascal蜗线和偏心圆齿轮)进行CAD/CAM技术研究。