差动式行星滚柱丝杠（differential planetary roller screw,DPRS）因其具有高精度、高效率、高负载比、高可靠性以及高稳定性等优点已被广泛应用于航空航天、武器装备、机器人、汽车、高精密机床和石油化工等国家重点发展领域。然而,目前DPRS存在基础理论研究薄弱和难以高质高效的批量化生产等问题,迫切需要对DPRS的基础共性技术进行研究。为此,本文以DPRS为研究对象,采用理论分析、数值计算和有限元仿真相结合的方法,系统研究了结构参数、材料特性、制造误差和装配误差等多因素综合作用下DPRS的传动特性及其变化规律,相关研究结果对DPRS的精度维持、寿命延长和可靠性提高等关键工程问题具有重要的理论意义和工程应用价值。主要研究内容如下:（1）基于DPRS运行原理和传动几何关系,开展了机构学分析,从数理层面论证了传动的合理性;建立了DPRS运动学分析模型,解析了各构件之间的运动关系和丝杠实际传动导程;基于空间啮合原理,建立了DPRS空间啮合几何学模型,采用数值方法对滚柱和丝杆的啮合点位置和接触区域进行了求解,揭示了不同滚柱轴向齿廓、关键结构参数、制造误差及装配误差对传动副啮合性能的影响规律。（2）运用赫兹接触理论建立了单根滚柱螺纹齿面载荷分布和承载能力的数值计算模型,并与有限元仿真结果以及已有文献计算结果进行对比,验证了模型的准确性;探讨了滚柱载荷分布对结构因素和螺纹加工误差的敏感性,得到了其对DPRS滚柱载荷分布的影响规律;提出滚柱螺纹牙均载设计方法,改善了滚柱载荷分布不均现象。（3）考虑滚柱与丝杆之间的实际接触情况,对Archard磨损理论进行了修正,建立了DPRS的精度损失预测模型,计算了滑动磨损的精度损失率,揭示了精度损失下的载荷分布变化规律;分析了结构参数、丝杆转速及螺母负载对DPRS精度损失的影响,并提出了改善DPRS精度损失的方法。（4）基于摩擦学理论,分析了DPRS摩擦阻力的产生原理,运用Lagrange方法建立了DPRS刚体动力学模型,得到了传动过程中的动态摩擦力矩和传动效率的求解方程;基于上述刚体动力学模型和求解方程,系统分析了结构参数、丝杆转速及螺母负载对DPRS动态特性的影响规律,给出了提高DPRS传动效率、延长丝杠综合使用寿命的设计与使用原则。