我国制造业逐渐向自动化、智能化方向发展,传统的装备设施逐渐被先进的自动化生产线所代替,工业机器人就是其中不可或缺的一部分。工业机器人的关键零部件之一是减速器,其性能关乎着工业机器人的工作质量。但是我国减速器大多依赖进口,相关核心技术被实行技术封锁,阻碍了我国自身减速器的研究发展,更限制了我国工业机器人普及的脚步,拖慢了制造业智能化、自动化的进程。为响应国家需求牵引,突破瓶颈的号召,本文研发出一台用于工业机器人关节处精密减速器。为使减速器设计体积小巧紧凑、传动效率高、传动精度高,本文参考蜗轮蜗杆减速器和丝杠螺母副的传动原理,设计并选用多头螺旋线原理作为螺旋滚动减速器的传动原理,并依托此原理进行减速器结构设计,主要设计结构包括:动力蜗壳、基座和输入轴组件。设计创新点在于滚珠安装在输入轴组件上,并且可以在输入轴组件上自由转动,当滚珠与动力蜗壳的螺旋轨道啮合进行传动时,滚珠向前滚动变传统齿轮传动的滑动摩擦为滚动摩擦,减少摩擦损失,提高传动效率。螺旋滚动减速器结构设计完成后,还需进行可行性分析。首先对输入轴和动力蜗壳进行材料选择、尺寸确定和力学强度校核,校核结果均合格。然后用ADAMS软件对螺旋滚动减速器进行运动学仿真,仿真结果表明所设计的螺旋滚动减速器结构模型传动比精确,运动较为平稳。最后利用ABAQUS软件对螺旋滚动减速器关键承载零部件进行静力学仿真分析,通过分析其位移和应力变形云图,可知关键承载零部件强度与刚度均符合设计要求。验证结构设计可行之后,制备螺旋滚动减速器样机。为了测量减速器样机的实际性能参数,需要搭建相应的减速器试验台。首先提出试验台的结构方案并设计三维结构模型。其次对试验台所需要的电子器件进行选型,并依据所选型的参数对试验台三维结构进行仿真分析:利用ANSYS Workbench软件对试验台的主要承载部分进行静力学分析,分析结果表明主要承载部分的结构满足强度和刚度要求;利用Ansys Workbench软件对试验台的主体框架进行模态分析,由主体框架的前六阶振型可知其不会发生共振。最后对选用的电子器件和标准件进行采买,非标件绘制图纸并加工,搭建试验台并完成调试确保其正常运行。本文测量了螺旋滚动减速器样机的传动精度、回差和传动效率,并将减速器样机安装在码垛机器人中测量机器人的重复定位精度。传动精度测量选用直接测量法,测量结果为101″,小于120″位于合格范围之内。回差测量选用滞回曲线法,测量结果为92″,小于120″位于合格范围之内。本文主要测量了螺旋滚动减速器的负载传动效率,测量结果普遍大于80%,最高可达91.25%,大于65%位于合格范围之内。码垛机器人的重复定位精度通过测量其码垛货物位置偏差获得,测量结果为±0.4mm。