由于便于拆装、可重复使用大部分零部件均采用螺纹联接，尤其在汽车行业中应用广泛。目前，很多企业零部件的装配采用气动扳手或者电批，这些工具采用扭矩法，仅根据操作者的直观感觉进行控制预紧力，拧紧精度低，对螺栓材料的利用率也是非常低的，达不到轴向预紧力要求值，力分布也不均匀。针对这种状况，将采用精度更高、适用性更强的扭矩/转角控制法对拧紧系统进行设计，这对提升装配质量具有重要的意义。小型螺钉拧紧系统融合了机械设计、检测以及控制技术，是机电一体化产品。本设计以机电一体化系统设计思想作为指导思想，站在系统的高度，采用系统功能分析法，对拧紧系统的工作原理进行了功能分析，依托现代设计方法和系统设计方法，通过“黑箱”法、模糊评价法对系统制定出总体方案。本系统对二齿差行星传动采用有约束条件的优化方法，运用Matlab优化工具箱中的fmincon函数进行最佳的模数、变位系数以及齿厚运算求解，采用CATIA软件进行实体建模并运用ADAMS进行运动学和动力学仿真分析；对内外环伺服控制系统设计主要建立系统的数学模型，内环交流伺服电机采用矢量控制，外环采用模糊控制，并且运用SIMULINK模块进行系统仿真分析。通过优化设计使传动机构达到体积减小，重量减轻的目的；运动学仿真分析得到该机构运行平稳，输出角速度准确；动力学仿真分析所受到的圆周力和法向力大小，与理论设计值一致。SIMULINK系统仿真分析结果显示内环响应速度快，外环无超调，系统具有很高的自适应性和稳定性。最后通过测量实际扭矩值，验证了此系统设计合理，拧紧精度高，达到了设计目标。