在中国制造2025大背景下,工业机器人作为智能制造单元的重要组成部分,已进入了飞速发展阶段,关节减速器是工业机器人中的精密传动部件,设计和研发新型的关节减速器对提升工业机器人的运行稳定性和安全性尤为重要。针对关节减速器在应用过程中的轻量化、精密化等特殊要求,本文基于摆线针轮传动理论,提出了一种可适用于工业机器人的新型复式摆线减速器。开展了对于复式摆线减速器的传动原理、结构特点、三维实体建模、虚拟样机仿真分析和有限元分析等方面的研究,主要研究成果如下:(1)阐明了复式摆线传动的传动原理,应用转化机构法推导了复式摆线减速器的传动比公式;绘制了复式摆线减速器的二维图纸,分析了该减速器的结构组成;简单介绍了复式摆线传动的基本参数和该减速器的主要结构尺寸。(2)在装配模块下,定义了传动零件之间的约束关系,完成三维实体模型的整机装配并进行干涉检查,通过建立装配爆炸图验证了各个零件之间的装配关系,为建立虚拟样机模型的动力学仿真奠定了基础。(3)构建复式摆线减速器的虚拟样机模型,进行多体动力学仿真。分别得到空载状态下和负载状态下输出针齿壳的角速度曲线,对摆线轮和针齿之间的啮合力、柱销套和摆线轮之间的作用力和转臂铰链的支反力进行了分析,将仿真结果与理论计算值进行对比,验证复式摆线减速器的速比特性和结构设计的正确性。(4)摆线轮是复式摆线传动核心零件,利用有限元软件分别创建了两级摆线轮的有限元模型,进行网格划分和约束,在施加相应约束后,选择合适的分析类型求解了摆线轮的动态特性,得到两级摆线轮的固有频率和振型云图,为减速器整机的动态响应分析和其他动力学特性的分析奠定了基础。