液体黏性调速技术已发展成熟,并广泛应用在风机、水泵等负载的节能调速中,但是为了与负载功率相匹配,直接利用液黏离合器调速往往体积巨大,而且结构复杂,可靠性也不高。为了扩大使用范围,目前已有将平行轴减速传动与液黏调速相结合的产品,但是结构不够紧凑。行星齿轮具有质量小、体积小、结构紧凑以及承载能力大等特点,将其与液黏技术相结合,可充分发挥两者的优势。有研究提出采用分功率方式将两者结合应用于机泵、压缩机等旋转机械的节能调速上,但是由于分流耦合装置的加入,传动结构相对复杂,且受功率分流比的限制;此外还有多级液力调速装置的问世,调速元件可以是液力变矩器,也可以是液黏离合器,这种装置多用在工程车辆无级变速箱中。基于单级行星差动轮系的液黏调速装置成功应用在了煤矿井下带式输送机等大功率设备的软启动、调速中,其功率可达3000KW,但是能应用于风机、水泵类负载的产品还较少。本文结合单级行星齿轮和液黏离合器设计了一种新型调速装置,确定内齿圈输入、太阳轮调速、行星架输出的传动方式,借助Solid Works软件完成三维结构的设计,在达到预定调速范围后,结构设计较同类型调速器更加紧凑;借助有限元分析软件,对一些关键零部件进行自由模态分析,为结构优化设计提供理论依据;并对方案中的2K-H差动轮系进行转速、转矩与功率分析。就方案中要用到的液黏调速器,对其调速原理和设计过程进行了详细介绍,确定调速器参数,并借助Adams动力学仿真软件验证液黏离合器转速和转矩调节的平稳性。借助AMEsim和matlab/simulink进行调速系统联合仿真,其中,在AMEsim中利用液压元件设计库重点设计了非标伺服阀以及整个物理模型的搭建;针对液黏离合器非线性问题,提出采用模糊控制器与PID控制器相结合的方法设计控制系统,文中详细介绍了模糊PID子系统设计过程以及整个控制器模型的搭建。最终仿真结果表明,模糊PID控制下的系统调速更加平稳,调整时间、稳态误差与普通PID相比分别下降25%、67%,能很好满足负载调速要求。模拟自然界中树干模型对齿根进行优化;基于改进粒子群算法对行星齿轮机构进行多目标优化设计,在满足齿轮承载性能的条件下,使差动系统具有更小的体积和中心距,并表现出更优的传动效率。