行星滚柱丝杠副具有高承载、高精度和长寿命等优点,被应用到航空航天、医疗器械和精密机床等领域,其中循环式行星滚柱丝杠副的优势尤为突出,但相关研究成果较少。本文以循环式行星滚柱丝杠副为研究对象,对其工作原理、运动学、疲劳及接触特性和动力学进行了研究,主要研究工作如下:(1)分析了循环式行星滚柱丝杠副的工作原理,推导了其结构参数,设计了公称直径为25 mm,螺距为1 mm,头数为1的循环式行星滚柱丝杠副虚拟样机,并进行了装配和干涉检查。通过拉伸试验和硬度测试确定了主要构件的材料类型和验证了其性能参数。(2)利用约束螺旋理论分析了循环式行星滚柱丝杠副的空间自由度,验证了机构具有确定的相对运动。通过数值理论分析推导了各构件之间的相对运动关系,确定了循环式行星滚柱丝杠副的实际导程,得到了相关结构参数对实际导程的影响规律。(3)建立了循环式行星滚柱丝杠副的有限元模型,在ANSYS Workbench分析了机构在不同支承方式下的振动特性,在n Code Design Life软件中分析了机构的疲劳特性,研究了不同轴向载荷和工作温度以及轴向载荷与工作温度耦合下的接触特性,得到了机构在不同工况下接触应力和变形规律。(4)建立了循环式行星滚柱丝杠副的动力学模型,在ADAMS软件中对机构进行了运动学和动力学仿真分析,得到了丝杠、滚柱和螺母的位移、速度曲线,验证了机构设计的合理性;获得了螺母和滚柱之间的碰撞力以及螺母输出的实际导程曲线,研究了轴向载荷和丝杠螺旋升角对传动效率的影响规律,验证了循环式行星滚柱丝杠副连续运动的条件。