差动式行星滚柱丝杠副是一种新型的直线传动机构,国内对其基础理论的研究不够深入,为了促进其在航天精密伺服传动中的应用,本文以PWG型差动式行星滚柱丝杠副为研究对象,对其运动与啮合、接触变形及承载特性方面进行了理论与试验研究。首先,在分析差动式行星滚柱丝杠副的结构特点与工作原理的基础上,进行了各构件运动关系和导程的求解,同时运用螺旋传动的啮合原理对其进行了啮合分析,并分析了由于丝杠螺旋升角引起的差动效应对导程精度的影响。为验证导程精度分析的正确性,设计了差动式行星滚柱丝杠副的精度试验装置,对其导程精度进行了测试。其次,利用赫兹接触理论和弹塑性力学知识对差动式行星滚柱丝杠副的弹塑性接触变形进行了分析,并根据材料的屈服准则,求解了达到塑性变形时的临界屈服载荷。在弹塑性接触变形分析的基础上,根据变形协调条件,进行了螺纹接触载荷分布的研究。然后,使用ABAQUS软件对其接触进行了有限元分析,将有限元分析结果与理论分析结果进行了对比,验证了理论分析的合理性。最后,在弹塑性接触变形及载荷分布研究的基础上,进行了差动式行星滚柱丝杠副的额定静载荷和额定动载荷的分析。同时进行了丝杠副传动效率的理论分析,并采用液压伺服加载系统设计了传动效率的试验装置,测试了丝杠副的传动效率,将试验所测得的效率值与理论分析结果进行了对比,从而验证了效率理论计算的正确性。