随着国内制造业转型步伐的加快,国产机器人发展迅猛,但作为机器人关键零部件的谐波减速器,其国内产量却不能满足内需,特别是高性能谐波减速器长期受制于国外。作者在“精密减速器理论与技术研究”项目研究过程中,通过理论分析、实验加工和性能测试相结合的研究方法,着重研究了谐波减速器柔轮基础齿廓参数、柔轮毛坯及齿廓的加工工艺、柔轮齿根喷丸强化工艺及其对疲劳寿命的影响,旨在解决国内高性能谐波减速器的设计、加工等技术的不足,对高性能谐波减速器的量产提供一些理论参考。论文主要研究工作如下:1.通过分析谐波减速器双圆弧齿廓,得到影响双圆弧齿廓形状的基本齿廓参数,建立双圆弧齿廓的数学模型;基于改进运动学共轭齿廓求解理论,考虑到齿廓参数间的相互作用,采用BBD实验法,研究齿廓参数对谐波减速器啮合区间的影响,并建立各曲线段啮合区间与齿廓参数的回归方程;考虑到齿根应力集中效应与载荷分布影响,运用有限元软件ANASY Workbench分析额定载荷下齿廓参数对柔轮齿根应力的影响,提出双圆弧齿廓参数优选范围;进行齿廓模型试制,验证理论设计的合理性。2.优化现行的柔轮加工方案,提出生产效率更高,机械性能更好的新型加工方案;提出十字镦拔与强力旋压相结合的柔轮毛坯加工工艺,采用变形强化取代相变强化,省去旋压后的热处理工艺;摒弃线切割的齿廓加工方式,提出高速滚切柔轮齿廓的加工方案,并验证柔轮齿廓高速滚齿工艺方案的可行性;基于最大效益原则对高速滚齿工艺参数进行分析研究。3.基于喷丸产生的残余压应力能够延长工件疲劳寿命的原理,提出柔轮齿根喷丸的工艺方案;基于DEFROM软件对喷丸工艺进行数值模拟,从而得到不同喷丸工艺参数对柔轮齿根残余应力的影响及柔轮齿根残余应力的分布情况;基于SWT方法和断裂力学理论分析柔轮齿根喷丸对疲劳寿命的影响。4.针对谐波减速器的关键性能指标,提出测试方案;进行谐波减速器样机的测试,并对比国内外产品的性能,提出进一步的研究方向。