以摆线针轮为主要啮合副构型元件的摆线类行星传动,具有多齿参与啮合的特点,易于实现运动的精确传递,同时又具有承载能力大、扭转刚度高等突出优点,是机器人关节传动系统的主要选型。摆线齿轮的齿廓是实现运动与动力变换的关键作用面,对减速器的传动性能具有重要影响。摆线齿廓优化理论及其啮合特性一直都是该领域的研究热点之一。因此,探索新型摆线齿廓,并深入研究其啮合特性,对于提高摆线类精密减速器的性能具有重要意义。本文的主要内容包括:(1)采用时变等距摆线齿廓,构造具有合理分布规律的齿侧法向间隙;以减小应力为主要目标,对时变等距摆线齿廓进行优化;基于VB语言,开发了时变等距摆线齿廓辅助设计软件。(2)基于能量法和局部接触变形的Hertz接触理论,构建考虑摆线轮齿弯曲、剪切、受压变形以及针齿的弯曲、剪切变形的时变等距摆线针轮啮合副啮合刚度计算模型;推导在载荷作用下的摆线针轮扭转变形,以及啮合点处的啮合刚度和单齿等效扭转刚度计算公式;分析偏心距、针齿分布圆半径、针齿半径及针齿数对啮合刚度以及单齿等效扭转刚度的影响规律。(3)建立时变等距摆线针轮啮合副轮齿接触分析(TCA)模型及承载接触分析(LTCA)模型,分析时变等距摆线针轮啮合副的啮合特性;在同等设计目标量的情况下,比较时变等距摆线针轮啮合副与传统修形摆线针轮啮合副的接触力及接触应力;分析时变等距摆线针轮啮合副在具有偏心误差情况下的接触力及接触应力的变化规律;考虑存在偏心误差的摆线齿轮齿廓修正方法。(4)设计并试制以时变等距摆线齿轮为主要啮合副构型元件的摆线精密减速器样机,开展其扭转刚度与回差、承载能力与传动效率的试验研究。