现代的机械装置提出了实现连续的空间曲线啮合传动要求,例如爬楼机械装置的传动机构就是如此,而现有的齿轮传动机构大多只能实现两轴之间相对位置固定的运动和动力的传动,在实际的运动中经常需要传递两轴之间相对位置不断变化的随机运动。所以本文提出并设计了一种新型的齿轮传动机构,即渐开线柱齿鼓形齿轮齿条传动机构,又可称为空间齿轮齿条机构。本文对该传动机构中的渐开线柱齿鼓形齿轮和空间齿条的结构进行了设计,并给出了齿轮和齿条的成型原理,推导出了渐开线柱齿鼓形齿轮和空间齿条的齿廓参数方程、啮合方程;进一步分析并确定了渐开线柱齿鼓形齿轮、空间齿条在给定啮合传动条件下所能实现的固有转弯半径和运动约束条件,并对其侧隙及效率进行了计算和分析。同时,为了使该机构能够实现正常的曲线啮合,在渐开线柱齿鼓形齿轮和空间齿条机构之中引入了一个导引机构,并对其进行了结构设计和样机制造,从而使这种空间齿轮齿条机构实现了平稳的空间曲线啮合传动。本文还对渐开线柱齿鼓形齿轮传动机构的整体动态特性进行了系统分析,考虑了加工精度和装配精度对运动装置的稳定性及装置控制系统设计的影响,在建立了该齿轮传动机构的三维模型和实体模型的基础上,利用动力学仿真软件ADAMS对传动模型进行了动力学和运动学分析,得出了整个装置运动的一些动力学特性曲线。通过对实体模型的研究,也验证了我们提出的新型空间齿轮齿条传动机构能够实现空间的运动轨迹,为该机构的优化设计提供了有用的设计方法和设计依据。