随着机器人技术的日益发展，机器人回转关节减速器以其对机器人精度和承载能力的重要影响而越来越受到关注。目前国内常用的关节精密减速器可分为RV减速器和谐波减速器，但其使用大多依赖于进口。因此高承载回转关节减速器的研究具有深远意义。本文基于行星滚柱丝杠（英文名为Planetary Roller Screw，简称为PRS）设计了一种新型的机器人精密减速器。完成了减速器的结构设计及优化，并对减速器的综合性能进行了分析，着重对PRS的运动学和动力学特性进行了介绍。该减速器通过径向串联两级PRS将输入端高速转动转化为输出端180°范围内的低速旋转输出，其具有PRS高速高承载能力的性能特点。将PRS与滚珠丝杠进行对比，选择合适的PRS类型；采用行星轮系的反转法对PRS进行运动学分析，以此得出PRS的丝杠、滚柱以及螺母三者之间的运动关系，从而完成了传动方案的选取和相关部件的设计，同时利用减速器传动件总体积的数学模型对其结构进行了优化。通过对PRS进行适当的简化分析，将其轴端面运动关系等价为斜齿轮传动，分别对丝杠、滚柱和螺母进行受力分析，得到了PRS的接触法向压力与轴向力的关系、螺母传递扭矩与轴向力的关系，从而为减速器的承载能力分析打下了基础。通过对PRS中滚柱的受力、变形进行分析，建立了PRS的螺纹牙接触变形和轴向接触刚度的理论模型，利用刚度表达式进一步分析影响减速器结构刚度的相关因素；分析了由材料弹性滞后和滚柱自旋滑动所产生的摩擦力矩，在此基础上，建立了PRS的传动效率计算模型，研究了接触角、螺旋升角等因素对减速器效率的影响规律。通过SolidW orks软件建立减速器的三维模型，将三维模型导入ADAMS中对其进行运动学仿真和接触力仿真分析，验证了减速器理论分析的正确性。