轮边减速器作为装载机、自卸车等大型运输设备的第二级减速机构,常以大承载、轻量化、低噪声和长寿命为设计目标。滚柱活齿传动具有结构紧凑、承载能力高和传动效率高等优点,高度适用于轮边减速器,然而在重载和冲击性载荷下,其滚柱活齿易产生接触应力大、边缘应力集中和振动噪声大等不足,影响了设备的动态性能和使用寿命,因此有必要对滚柱活齿进行结构设计并研究系统的动态特性。以滚柱活齿为研究对象,提出一种复合滚柱活齿结构,通过对比分析复合滚柱活齿与空心滚柱活齿的结构差异,并考虑母线的对数修形影响,引入两个修正系数Δ_c和Δ_e,进而得到复合滚柱活齿啮合变形量计算公式,在有效啮合力区间利用有限元方法对啮合变形量进行了验证,并对滚柱活齿在受载时啮合线处等效应力的分布规律进行分析。结果表明:复合滚柱活齿可有效改善边缘应力集中现象,且最大等效应力明显降低。采用集中参数法建立复合滚柱活齿传动系统动力学模型,根据Lagrange方程建立系统动力学方程表达式,通过半功率带宽法和模态应变能法求解活齿系统的阻尼比,应用杜哈梅积分公式求解得到复合滚柱活齿系统的振动响应曲线。由于活齿架与复合滚柱活齿啮合副在扭转方向的阻尼分量最大,活齿架的扭转振动响应最快达到稳态。在SolidWorks软件中建立填充度分别为0%(实心滚柱活齿)、30%、40%复合滚柱活齿的三维模型,并对滚柱活齿进行质量评估,利用MATLAB软件编程求解得到不同填充度下活齿传动系统的振动响应曲线,并将激波器与活齿架的扭转加速度响应进行幅频特性分析。结果表明:随着填充度增大,阻尼比增加,激波器和活齿架的振动响应达到稳态所需要的时间有所缩短。借助于动力学仿真软件ADAMS,分别对不同填充度下复合滚柱活齿传动系统进行瞬态啮合力仿真、瞬态输入转矩仿真及变载荷仿真,进一步揭示复合滚柱活齿传动系统的动态特性。结果表明:复合滚柱活齿传动更加适应冲击性载荷。