盾构机是集机、电、液、控于一体,专门用于开挖地下隧道工程的技术密集型重大工程装备。大功率行星减速器作为盾构机的关键部件之一,其性能好坏直接影响盾构机的工作性能。用于盾构机的减速装置工作环境恶劣,要经受重载荷和高冲击,并且必须具备大功率、大扭矩输出等功能。其设计制造加工要求高,世界上只有日本,德国等少数国家的企业能生产,且成本很高。因此,研究盾构机大功率齿轮传动系统,对提高我国盾构机减速器的自主创新能力,促进城市化建设进程,具有重要意义。本文阐述了盾构机的工作原理,分析了盾构机及其减速装置国内外的发展和现状。在高度总结概括盾构机变速装置工作要求的基础上,设计出一种新型的盾构机双驱动大功率行星齿轮减速器。该减速器由一个差动机构和一个两级封闭机构复合而成的多流传动系统,具有传动比大、承载能力强等优点,并且能以一个减速器取代传统系统中的多套变速装置。主要研究内容如下:根据机械原理及齿轮啮合原理,采用行列式法建立了系统联系图,推导了减速器的运动学方程;分析了双驱动减速器的传动特性,得到了传动比、内部转速及内部扭矩的关系和变化规律。应用功率键合图理论及机械系统动力学原理,建立了差动机构、封闭机构及整体的键合图动力学模型,推导了减速器的状态方程,模拟仿真了减速器的动态特性。分析了不同输入条件下系统的内部各变量的变化规律及影响因素。根据齿轮啮合原理,应用3-D的设计方法,建立了盾构机双驱动行星减速器各零部件的三维实体模型,按照各构件的实际连接关系,并进行了虚拟装配。设计虚拟实验,建立了减速器的运行机构,进行运动学仿真,验证了传动比的正确性,直观的反映了各构件的运动状况;运用有限元分析方法,从结构静力学、非线性接触以及模态等三个方面,验证了盾构机双驱动行星减速器的结构合理性,并为进一步的研究奠定了基础。