本学位论文以直线共轭齿廓内啮合齿轮泵为研究对象，对其齿廓成形原理、啮合特性、流量特性、设计参数、限制条件等问题进行了较深入的分析和研究；对齿轮泵的啮合齿轮副和主轴等关键零件进行了有限元分析；结合遗传算法和人工神经网络等优化算法，对主轴以最轻重量为目标进行了优化设计；设计、制作了一台直线共轭齿廓内啮合齿轮泵样机，并对其进行了实验研究。具体研究工作总结如下：　　 第一章 概述。本章首先介绍了课题来源，国内外研究现状以及本论文主要研究内容，为本论文后续研究明确了方向。　　 第二章 直线齿廓齿轮泵啮合分析与几何计算。根据齿轮啮合原理，利用复数矢量法，建立了啮合线方程和齿廓曲线方程，研究了啮合角的变化规律，对啮合点、极限齿根圆半径、重合度以及任意圆上的齿厚等参数进行了计算，推导出了齿轮泵的理论排量、瞬时流量、流量脉动的数学计算公式；对啮合点的运动特性和滑动系数进行了分析；深入研究了齿轮泵的啮合特性、流量特性，进行了排量的计算；最后以单位体积的排量最大和流量脉动率最小为目标函数，以压力角、重合度、齿顶圆齿厚、啮合极限半径和齿廓重迭干涉等条件为约束函数，建立了直线齿廓内啮合齿轮泵优化设计数学模型，为课题研究奠定了理论基础。　　 第三章 内啮合齿轮及主轴的有限元分析。通过对齿轮泵的啮合齿轮副及主轴受力分析，建立了数学模型；利用ANSYS软件对其进行了有限元分析；通过分析，为后期的设计、制作齿轮泵提供了依据。　　 第四章 主轴的优化设计。根据人工神经网络的特点，实现了主轴结构性能的近似分析，并利用遗传算法实现了性能指标为设计变量隐函数下的主轴结构优化设计。在满足主轴上各段尺寸的约束条件、刚度和振动稳定性要求条件下，进行了主轴最轻重量设计。　　 第五章 直线共轭齿廓内啮合齿轮泵的实验研究。在理论计算和优化设计的基础上，利用PRO/engineer进行了齿轮泵三维模型的结构设计，并制作了一台样机。利用制作的样机对其相关参数进行了实验研究，验证了本研究设计的齿轮泵具有结构简单、紧凑，工作平稳，噪音低，脉动小等优点。　　 本文的创新点：　　 (1)利用复数矢量法建立齿轮啮合线方程和内齿轮共轭齿廓曲线方程，简化了计算量；　　 (2)结合人工神经网络和遗传算法的特点，解决了主轴在满足一定约束条件下的优化设计问题。