非圆齿轮以其能实现两轴间变速比传动、结构紧凑而被广泛地应用于治金、农业机械等诸多行业，因此对非圆齿轮齿廓设计与制造的深入研究便显得很重要。非圆齿轮齿廓的精确设计是其广泛应用的重要前提，其齿廓曲面由齿顶面、齿面、齿根过渡齿面、齿槽底面组成。基于此，本课题主要探讨非圆齿轮及齿根过渡曲线设计。　　首先，用折算齿形法与解析法设计椭圆齿轮齿廓时，发现当折算齿数小于42时折算齿形法并不能设计出椭圆齿轮的完整齿廓。通过对比分析得出，折算齿形法与解析法设计的椭圆齿轮齿廓很相近，但解析法比折算齿形法复杂，故可采用折算齿法设计出非圆齿轮齿廓；通过采用折算齿形法设计Pascal蜗线与对数螺旋线型非圆齿轮齿廓，发现也不能设计出完整齿廓；基于此提出了折算齿形法设计非圆齿轮齿廓时齿根过渡曲线的设计问题。　　其次，通过曲线拟合、折算齿形法渐开线切线和基于插齿加工的齿廓仿真分析三种方法设计齿根过渡曲线。曲线拟合是提取折算齿形渐开线起点到节曲线间数据来拟合齿根过渡曲线；渐开线切线是通过做渐开线的切线设计齿根过渡曲线；基于插齿加工的齿廓仿真分析是通过展成法仿真获得非圆齿轮齿廓，然后研究其齿廓曲线来寻找设计非圆齿轮齿根过渡曲线的方法。三者相比，做折算齿形渐开线的切线简单实用。根据折算齿数的不同，找到了齿根过渡曲线的设计方案,并对得到的非圆齿轮齿廓在齿根处做过渡圆角和应力分析。　　最后，研究了椭圆齿轮与偏置曲柄滑块机构组合时滑块的输出特性，对比分析了不同椭圆齿轮的偏心率对滑块输出特性(如速度和加速度)影响，找到了滑块输出特性合理的椭圆齿轮偏心率区间，优化了偏置曲柄滑块的输出特性。　　通过以上研究，不仅完善了折算齿形法设计非圆齿轮齿廓的理论，而且可以比较简单的获得非圆齿轮的齿廓，这为非圆齿轮的数控加工提供理论指导，从而拓宽非圆齿轮的应用领域。