本文重点研究STS齿形谐波齿轮传动的啮合理论以及该传动的设计方法。针对渐开线齿形谐波传动承载能力低、啮合质量较差和弯曲疲劳强度不高等缺点,设计出STS新齿形谐波传动机构,这种齿形能有效地克服以上缺点。文中充分考虑了柔轮的加工问题,试图使用标准双圆弧齿轮的齿形作为柔轮基本齿廓,这样就能应用标准双圆弧齿轮刀具加工柔轮,从而降低刀具设计和制造的难度,以此减少生产成本。文中探索采用双圆弧齿轮基本齿廓,从理论上分析作为谐波传动啮合齿形的可行性,应用包络理论推导出刚轮与柔轮的共轭齿廓方程。同时通过实际算例,运用最小二乘法拟合柔轮和刚轮齿廓的离散点,证明了柔轮和刚轮齿廓均为双圆弧齿形,经理论计算和分析拟合齿廓与理论齿廓间误差很小,工程上视两者齿廓共轭。论文还应用有限元法对杯形柔轮的应力进行了分析,根据柔轮的工作状况,柔轮的有限元研究属薄壳几何非线性问题。文中运用有限元分析软件ANSYS,建立了柔轮啮合的仿真实体模型,在啮合齿对接触边界的节点之间建立面—面的接触单元,对柔轮和波发生器工作时的柔性变形进行有限元分析,得到了柔轮应力分布规律和位移场。论文对STS齿形谐波齿轮传动的啮合理论进行了深入研究,为这种新齿形谐波传动的工程实现,提供了理论依据。