微齿轮是微机械中极为重要的传动零件，其应用遍及各个领域。目前人们已经对微齿轮做了大量的研究，但基本上集中于解决微齿轮的制造问题，而对微齿轮的设计基础研究几乎为空白，例如微齿轮传动啮合接触中啮合齿面的摩擦。论文从以下几个方面对微齿轮进行研究。 微齿轮在啮合接触过程中由于传递动力必然发生应力应变。在分析微齿轮应力应变时，由于尺寸效应必须考虑微观力(在此仅考虑范德华力)影响。本文推导了处于二维空间任意位置的渐开线数学模型，在此基础上利用泰勒公式建立渐开线简化数学模型，根据Hamaker假设和Morse势函数，引入分子动力学的截断半径，提出了一种计算微齿轮啮合接触中两啮合齿廓间范德华力的连续介质方法。使用Matlab编写程序分析了一系列微齿轮啮合接触过程中啮合齿廓间的范德华力。结合宏观齿轮理论中的齿根弯曲静强度校核公式引入微观力得到修正公式。运用修正公式和ANSYS对微齿轮系进行弯曲静强度分析，对比理论和数值分析结果接近。 人们对微摩擦已经做了许多研究，但对于微齿轮啮合接触过程中摩擦特性的研究几乎没有。本文利用分子动力学对纳米齿轮啮合接触过程中单齿啮合区域的摩擦特性进行模拟。结果表明：在单齿啮合区域，摩擦力出现了类似于宏观齿轮摩擦的特性，但O摩擦力并不出现在节点处；当增加z方向原子层数时，摩擦力最大值增大，而最小值减小，因而摩擦力曲线变得陡峭；当增加主动轮的角速度w<,1>时，摩擦力最大值和最小值没有变化，只是摩擦力曲线变得更陡峭；当改变阻力转矩时，摩擦力曲线没有变化。 最后推导了处于二维空间任意位置的齿根过渡曲线数学模型，介绍了行星齿轮系的安装理论和运动学数学模型，绘制了微行星齿轮系运动学程序流程图。基于以上理论采用Java编写了微行星齿轮系的运动学仿真程序。 此程序不仅能手动或自动实现微行星齿轮系设计，而且可根据需要扩展。