随着我国农业的不断发展，回转耕耘机的应用范围也随之不断扩大，对回转耕耘机工作性能的要求也越来越高。变速箱是回转耕耘机的关键部件，它直接影响回转耕耘机的工作性能和可靠性。本文以国产1BX-3型回转耕耘机变速箱的主要零件为研究对象，利用Pro/E软件完成了变速箱传动机构的虚拟装配和运动仿真。把输出齿轮模型导入ANSYS软件中，按照变速箱传动机构的特点和实际工作条件，对变速箱的输出齿轮和输出轴分别进行了有限元的应力和模态分析。然后利用Matlab软件的优化工具箱，对回转耕耘机的输出齿轮副进行优化设计。本文研究的主要研究内容与结果如下：（1）对1BX-3型回转耕耘机变速箱的传动机构进行测量计算，得到了变速箱主要零件的基本尺寸参数。根据得到的参数，利用PRO/E软件绘制了回转耕耘机变速箱主要零件的三维几何模型，然后对变速箱传动机构进行了三维虚拟模型的装配，并对其进行运动仿真。（2）将Pro/E软件创建的变速箱输出齿轮导入ANSYS软件，并定义了输出齿轮的材料属性，对其进行网格划分、施加约束和载荷；最后进行求解运算，得到了齿轮的应力、应变云图，确定了齿轮受力最大的区域。（3）利用传统载荷和赫兹理论载荷计算的方法对输出齿轮进行了理论计算，并与有限元分析得到的应力数据进行分析比较，验证了齿轮设计的合理性及有限元分析的可靠性。（4）进行了变速箱输出轴约束模态分析，得到了前十阶模态振型；对各个模态进行分析，得出了输出轴的弯曲振动、扭转振动、轴向振动、径向振动以及膨胀等主要振型，结果表明各阶固有频率远高于轴的激振频率，所以输出轴不会发生共振，为回转耕耘机变速箱的动力学分析提供了依据。（5）以输出齿轮副体积最小为目标函数，以满足实现齿轮运动的尺寸条件、齿轮设计过程的尺寸条件和额定承载能力等为约束条件，建立了齿轮传动机构优化设计的数学模型。运用Matlab的遗传算法工具箱对目标函数进行优化，得到齿轮副几何参数的最佳组合，达到了节约制造成本的目的。