随着我国航天科学技术水平的飞速发展,卫星、各类航天器的一体化设计和更高的集成度,是当前国际航天技术发展的重要方向之一,体现了航天器微小化的发展趋势。所以,研制出一种航天用微小型减速装置至关重要。本课题是要研制出一台小体积、大功率、高精度、高强度和回差小的特种执行机构,要求在小空间内实现大传动比、大扭矩和大弯矩。本文通过方案设计、结构设计、优化设计、回差分析和计算机仿真设计出一种高效特种传动减速装置。根据设计要求进行方案设计,对能实现小空间大传动比减速的传动类型进行计算和分析。在如此小的空间内要实现大扭矩和大弯矩,确定必须采用90°垂直轴传动,采用一级锥齿轮副和二级变厚齿轮副少齿差传动作为减速系统的传动型式;并进行了传动比公式推导,受力分析、强度分析和效率计算,为微小型减速系统结构设计和计算机仿真提供理论依据;对机构进行了结构设计。因为减速器空间小、传动比大、扭矩大、弯矩大,结构参数设计最为关键,本文将基本粒子群算法和遗传算法结合起来,提出“变异算子”寻优模型对减速器进行优化设计。该模型解决了基本粒子群算法在机械优化设计中遇到的多变量,有约束,易早熟等难题,将改进粒子群算法成功应用于微小型减速器优化设计中。为了保证减速器的回差能够达到预定的指标要求,根据其具体结构特点建立了锥齿轮副和变厚齿轮副回差的数学模型,并建立了该传动系统回差的数学模型,定量的给出了整个减速器系统的回差。在结构设计完成之后,采用Pro/E建立减速器的虚拟样机、干涉检测和运动仿真。根据仿真结果对减速器虚拟样机进行调整,得到较好的仿真结果,并与理论计算进行论证。最后,为了满足减速器各元件在大扭矩作用下的强度要求,本文采用ANSYS对减速器关键元件进行有限元分析。并根据分析结果对减速器结构进行调整以达到最优状态。在仿真结果的基础上,最终确定减速系统结构参数并绘制全套工程图,完成该减速系统的设计与仿真。