目前我国的大传动比减速器主要是多级减速器,其重量与体积较大,与此同时其重合度和承载能力较小。因此,如何实现减速器的大传动比、轻量化、高重合度、高承载能力是目前面临的主要问题。面齿轮传动系统的发展对这一系列问题有了突破性的进展,其重合度较一般齿轮传动高,质量轻体积小,具有良好的动力分流特性。与此同时,一种模仿硬币章动的新型减速器也逐渐进入大家的视野。由于面齿轮良好的传动特性,其在章动减速器上的应用具有广阔的前景。同时由于其自身性质可以替代锥齿轮实现章动传动。本文首先对正交面齿轮与非正交面齿轮的几何尺寸进行了详细的计算。对其分度圆、分度面等作了详细的定义,为以后的尺寸计算奠定了基础。与此同时对正交面齿轮与非正交面齿轮的齿廓进行了对比分析,得出了其齿廓的变化规律。同时研究了影响正交面齿轮与非正交面齿轮的齿顶变尖和齿根根切的极限尺寸,分析了正交面齿轮与非正交面齿轮齿宽变化规律。并进行了正交面齿轮和非正交面齿轮的三维建模与初步装配案例分析。正交面齿轮与非正交面齿轮的啮合传动是小轴交角传动。因此,分析其正确啮合条件具有必要性。根据微分几何原理推导出正交面齿轮与非正交面齿轮正确啮合时坐标原点及轴线的相对位置关系。确定了正交面齿轮与非正交面齿轮的齿顶干涉条件,并提出了通过数值计算的方法对正交面齿轮与非正交面齿轮啮合传动过程中的齿廓干涉检验过程。分析了正交面齿轮与非正交面齿轮啮合传动时压力角的变化规律,以及重合度的分析方法。分析了正交面齿轮与非正交面齿轮啮合接触形式;研究了安装误差对接触迹线的影响;通过赫兹理论,计算了正交面齿轮与非正交面齿轮接触时接触椭圆的长短轴以及接触应力。随后用有限元软件对其进行了验证。根据上述研究结果,对正交面齿轮与非正交面齿轮章动减速器进行设计。根据行星轮系对正交面齿轮与非正交面齿轮章动减速器进行了结构设计,分析了其整个系统的传动比以及运动形式,对关键部件进行了受力分析以及模态分析。