随着纳米技术的发展,纳米器件特别是纳米马达的研究备受关注。由于碳纳米管具有超高强度和超润滑性等优异的机械性能,使它成为纳米马达和纳米轴承等纳米机械的最佳材料。对于旋转式传动系统而言,尤为关键的是调节控制系统的输出旋转频率。而对于纳米马达,其旋转频率通常超出了设备要求,又难以直接调节,需要通过额外的组件来满足要求。碳纳米管的摩擦力主要产生于层间以及端部间的范德华作用。基于碳纳米管的旋转式传动系统,为了使其旋转频率达到要求,需要设计成多级传动模式。本文介绍了一种基于碳纳米管的多级纳米旋转传动系统,采用分子动力学模拟方法,研究了定子、转子的形状和半径对多级纳米传动系统的影响,主要结果如下:1)由于扶手椅形定子与锯齿形转子组成的轴承会产生更大的摩擦,所以由扶手椅状定子和锯齿状转子组成的轴承更有效地降低了系统的输出旋转频率。2)由于扶手椅形状碳纳米管之间的摩擦较大,扶手椅形状转子比锯齿形状转子更有效地降低系统输出旋转频率。3)定子与转子之间的半径差大于0.4nm时,纳米传动系统也可以有效地降低系统的输出旋转频率,但是转子在转动过程中径向震荡幅度增加一个量级。4)当转子和其他旋转部件之间的径向差在1.5到2.0nm之间时,有效地降低系统输出旋转频率。5)纳米传动系统中,系统的输出旋转频率随着旋转部件半径的增大而减小。当转子的半径均在0.5-1.0nm之间时,系统的输出旋转频率比输入减少50%。上述研究可为未来基于碳纳米管的纳米传动系统的实验设计和制造提供思路,尤其是纳米机械中控制系统输出旋转频率的纳米器件的设计与制造。