RV减速器是工业机器人的关键功能部件,其性能决定了工业机器人整机的传动性能。随着机器人产业的快速发展,对减速器功率密度需求日渐增大,减速器外部载荷更加复杂,对减速器的刚度与承载能力提出了新的要求;同时,国产RV减速器缺少先进的设计理论与方法,其刚度和承载能力与国外产品存在一定差距,进一步,由于减速器刚度和承载能力等技术性能的不足导致减速器的疲劳寿命与国外产品的差距更大,这些是制约我国RV减速器国产化的关键。因此,对减速器进行结构创新设计与优化,提升减速器的刚度和承载能力,进而提升产品的疲劳寿命,对促进我国机器人减速器的国产化进程具有重要的理论意义与工程实用价值。减速器传动构件与轴承一体化设计是RV减速器技术发展的重要趋势,本文在基于变形协调的RV减速器受力分析的基础上,提出了基于曲柄轴失效的RV减速器疲劳寿命分析与优化的方法,建立了RV减速器传动构件与轴承一体化设计及优化分析方法,并对一体化结构的RV减速器的刚度和承载能力等性能开展了研究,完成样机试制和试验。论文的主要研究工作和成果如下:（1）分析了RV减速器的结构特性与传动原理;推导建立摆线针轮啮合副轮齿接触分析（TCA）模型;应用齿面接触分析技术,根据摆线轮载荷平衡及变形协调条件,建立了摆线轮齿承载接触分析（LTCA）模型;基于各构件的变形协调条件与静力平衡,推导RV减速器的静力学方程。揭示了减速器关键零部件的载荷特性,为减速器寿命分析、一体化设计理论研究提供依据。（2）分析了减速器关键零部件的失效形式;推导建立曲柄轴承拟静力学方程,基于非赫兹接触方法分析了滚子-滚道接触应力,以Lundberg-Palmgren轴承寿命理论为基础,建立了考虑滚子-滚道接触应力的曲柄轴承寿命计算模型;根据LTCA分析模型,分析摆线啮合副针齿-摆线轮接触载荷规律,根据名义应力法则,分析了摆线啮合副的疲劳寿命特性。结果表明,由于复杂的载荷工况与减速器结构限制,曲柄轴承是减速器疲劳失效的薄弱环节。（3）开展摆线轮、曲柄轴与曲柄轴承一体化设计,提出了一种一体化设计的满装圆柱滚子轴承结构。分析了几何参数与凸度等因素对寿命的影响规律;以曲柄轴承的疲劳寿命为目标函数,设置包括曲柄轴承几何形状和滚子凸度轮廓等参数作为优化变量,推导建立了曲柄轴承的优化设计方法。结果表明一体化设计满装圆柱滚子轴承结构紧凑,有利于提高减速器使用寿命;优化设计方法合理优化了设计参数,有效提高了减速器承载能力与使用寿命。（4）开展针齿壳、行星架与减速器主轴承一体化设计,提出了一种新型交错滚子主轴承结构;综合考虑其在轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩综合作用下的变形协调条件,建立了静力学模型与刚度计算方法,推导了新型主轴承结构承载能力的精确计算方法,揭示了主轴承结构的载荷分布与承载能力特性;根据各零件间的运动关系及几何关系,建立了行星架旋转精度数值模型,分析几何误差对主轴承旋转精度的影响规律。结果表明一体化设计提高了主轴承刚度与承载能力,游隙对主轴承性能影响显著,内滚道几何误差对行星架旋转精度大于外滚道,应当严格控制。（5）试制新型一体化交错滚子主轴承样件并搭建主轴承刚度实验台,进行刚度试验并与理论分析进行对比;完成了传动构件与轴承一体化集成的新型RV减速器设计与样机试制,对样机进行了加速疲劳寿命测试,对寿命测试前后减速器样机进行了传动误差、扭转刚度及回差、传动效率实验。实验表明,主轴承具有很高的刚度与承载能力,一体化设计样机能满足工业机器人高精度、长寿命、高承载能力的性能要求,验证了RV减速器传动构件与轴承一体化设计方法的可行性。