伴随着现代工业的昌盛,工业机器人领域迅猛发展,在全世界范围内具有相当广泛的应用。在工业机器人的结构中,其关节驱动装置是保证工业机器人工作性能的重要环节,RV减速器作为一种新型的减速装置,广泛应用于工业机器人关节驱动装置中。因此,减速器的研究与分析对工业机器人的发展有着极大的推动作用。本文围绕机器人用RV减速器,采用有限元模拟仿真加理论计算两者相结合的验证方法,从理论设计层面,展开摆线齿廓数学模型的构建与主要影响因素分析,关键部件动力学、静力学以及整机性能的综合研究。(1)根据齿轮啮合原理,采用坐标变换的方法对摆线轮齿廓方程进行推导,在此基础上,依据实际产品型号RV-20E的几何参数,在Matlab中对齿廓进行绘制,并探究几何参数对于齿廓形状的影响;同时,对摆线齿廓曲率半径进行求解,分析了几何参数对曲率的影响;确定其根切条件,计算出最大曲率半径;对摆线轮与针轮的压力角进行探究,推导出压力角表达式,并分析几何参数对压力角的影响规律。(2)采用Solidworks中方程式驱动建模,结合已推导出的摆线轮齿廓参数化方程,对摆线轮进行三维参数化建模,同时,对E系列RV减速器进行了结构分析,总体描述了主轴承内置结构、滚动接触机构、双柱支撑机构、针齿轮机构、两级减速机构等RV减速器主要结构特点,并对相应机构进行三维实体建模,最后进行整机装配、检验,为之后的动力学、静力学以及综合性能分析奠定基础。(3)明晰RV减速器传动原理,结合等距修形、移距修形以及等距+移距组合修形三种方法,建立对应的三种RV减速器摆线轮模型,通过Solidworks对比分析了三种修形后齿廓模型与标准齿廓,并将三种摆线轮装配后,导入ADAMS进行动力学分析,比较三种修形方法对应装配体的动力学特性,结合Ansys Workbench中瞬态动力学模块,进行接触应力的细节分析,并对比了三种修形方式对于针齿摆线轮系统受力的影响;根据Adams以及Ansys Workbench的仿真结果,可得到等距修形后,摆线轮与针齿的啮合传力更加平稳,振动小,传动精度高,但现阶段的测试实验主要面向RV减速器整机,极少有面向摆线针轮传动系统的单一测试,故为了验证上述结论的准确性,基于MATLAB从理论上对于摆线轮与针齿啮合力进行推导计算,验证上述动力学仿真的准确性。(4)在动力学分析的基础上,通过Ansys Workbench进一步验证其结构强度,并对等距修形后的摆线轮进行与针齿啮合静力学分析,对比分析,以明晰加工方法对RV减速器关键部件的强度影响,对结构进行优化,最后对整机进行模态分析,得到了前六阶模态振型结果,得到表面针齿壳的结构刚度对改善受力、变形情况,避免共振有着重要影响。本文的研究对于高精度RV减速器摆线轮的制造设计提供一定的理论基础。