本课题来源于“面向协作机器人的双向驱动关节创新设计与柔顺控制方法研究”国家自然学科基金重大研究计划（92048201）。随着节约能源成为社会发展的主题之一,使得提高能源设备的转化效率成为近年来的研究热点之一,因此,机器人驱动系统朝着高速且高效的方向发展。虽然齿轮传动因其结构紧凑、速比大等特点被广泛应用于各类传动系统中,但由于齿轮传动在高速传动时振动和噪音较大等特点限制了其在高速传动领域的应用范围,与此同时,牵引传动因其传动特点使得其在高速传动时具有较好的传动特性,此外,由于润滑油膜的存在,其在传动时振动、噪音较小,因而,牵引传动在机器人驱动系统领域具有较大的研究价值与应用前景。本文基于牵引传动原理设计了自适应加载球式牵引减速器,并从理论层面对其进行研究与分析,为后期设计与研究提供理论基础。论文的主要研究内容:（1）基于牵引传动原理设计了一种新型行星封闭差动式自适应加载球式牵引减速器,并根据其结构特点以及几何关系建立了其理论速比数学模型。此外,考虑到牵引传动特点（应力大、存在滑动）,首先基于弹性变形理论推导了自适应加载球式牵引减速器弹性变形协调方程,并对接触区域自旋的进行了分析,推导了考虑弹性变形以及自旋影响下牵引传动部件的实际当量传动半径方程。随后,根据图论法分析了自适应加载球式牵引减速器功率流向,并以此建立了考虑弹性变形以及自旋影响的实际速比模型。最后,基于牵引减速器功率流向并结合实际速比模型建立了不同功率流向下的传动效率模型。（2）基于建立的实际速比模型和传动效率模型并结合轴承设计经验,以速比和传动效率为目标采用随机求解法得到牵引传动几何尺寸,并以此建立了自适应加载球式牵引减速器三维虚拟样机模型。（3）以两圆盘试件模拟点接触情形,并根据Hamrock-Dowson点接触弹流润滑最小油膜经验公式以及膜厚比条件对接触区域内润滑状态进行估计。此外,基于弹塑性变形理论对牵引传动特性进行了分析,研究表明牵引油膜在低滑滚比阶段呈现牛顿流体特性,高滑滚比时呈现非牛顿流体特性。一方面,零自旋条件下牵引油膜的牵引系数曲线线性段斜率随着试件间的加载力增大而减小,另一方面,牵引油膜的牵引系数曲线线性段斜率随自旋增大而减小,从而使得接触区域内的损失增大,降低了牵引传动效率。（4）结合弹性变形协调方程、实际速比模型和传动效率模型对稳态下的自适应加载球式牵引减速传动特性进行研究,分析了传动过程中牵引部件弹性趋近量、轴向位移、承载能力、总滑动率（传动比误差）以及传动效率随输出力矩的变化规律。研究表明自适应加载球式牵引减速器最大承载能力约为45 Nm,此外,在其承载能力范围内传动效率最大可达91%,总滑动率最大为1.8%。