随着我国工业化进程的不断加快,短筒型谐波减速器因其体积小、传动比大的特点被应用在越来越广的领域。然而,国产短筒型谐波减速器的性能相较于日本、美国、德国都有较为明显的差距,这阻碍了我国高端机器人的自主研发和设计。因此,为了提高国产短筒型谐波减速器的整体性能,对其存在的不足进行改进就显得十分有必要。本文以短筒型谐波减速器的柔轮为研究对象,针对现有柔轮壳体倒圆处应力集中现象,采用半圆弧结构代替原有的倒圆结构,并对新型柔轮进行了优化设计及多种有限元分析,从而为短筒型谐波减速器的设计改进提供了一定的技术支撑。论文的主要内容如下:首先,应用光滑圆环理论和圆柱壳体理论得到了柔轮壳体在凸轮波发生器作用下的径向、周向和轴向位移方程以及柔轮壳体任意点的应力方程。其次,在某一尺寸参数下基于ANSYS Workbench对新型柔轮和原始柔轮进行了静力学仿真分析,对比了三个关键位置的等效应力。在此基础上,采用响应面法对新型柔轮进行了多目标优化设计,得到了最优的尺寸参数。再次,为了更全面地评估新型柔轮的性能,以优化后的新型柔轮为研究对象,对其进行了热-结构耦合分析,得到了最大等效应力随环境温度的变化曲线;分析了新型柔轮的前十二阶模态,得到了各阶的固有频率及振型;在平衡分叉失稳状态下对新型柔轮进行屈曲分析,求出屈曲载荷系数,确定了临界载荷;在柔轮轮齿不同磨损状态下,对其进行了扭转刚度仿真分析,探究了轮齿磨损程度对柔轮输出端扭转刚度的影响;以柔轮固定为前提条件,分别在余弦凸轮和双偏心圆弧凸轮作用下对其进行了瞬态动力学仿真,得到了柔轮的动态特性。最后,在多目标优化设计和多种有限元分析的基础上,研制出了一套新型短筒谐波减速器,并对新型柔轮输出端的扭转刚度进行了测试,采用ixrd-x射线应力分析仪对新型柔轮装配状态下的应力进行了测量。