谐波减速器因体积小、传动比大、承载高、传动效率高等诸多优点,因而被广泛应用于国防军工、医疗器械、工业机器人、航天航空等高新技术领域。其结构主要包含刚轮、柔轮和波发生器三个部件(以下简称刚-柔轮系统)。大量的工程实例表明谐波减速器的疲劳主要发生在柔轮。目前,大多数研究人员在对柔轮进行分析研究时,忽视了柔轮装配与啮合过程的影响,这使得分析结果的准确性有待提高。本文以刚-柔轮系统为研究对象,重点研究装配和啮合过程中柔轮的力学与疲劳寿命问题,主要完成以下几方面的工作:1.设计一种新的柔轮结构。根据已有的研究成果,对柔轮的结构进行改进,并根据谐波传动基本原理,确定刚-柔轮系统的结构参数,并建立刚-柔轮系统的三维模型。2.刚-柔轮系统的装配与啮合分析。提出一种刚-柔轮系统的装配分析方法,通过刚柔耦合,瞬态动力学的分析方法,对刚-柔轮系统的装配及啮合中柔轮的应力分布进行数值计算,并将结构改进前后柔轮的应力水平进行对比。3.柔轮疲劳寿命分析与优化。对柔轮的疲劳特性进行分析;基于柔轮的结构和材料参数,对其疲劳寿命的灵敏度进行分析,并指出柔轮疲劳设计的关键参数;最后,利用多目标法对柔轮的疲劳寿命进行优化设计。本文研究工作考虑谐波齿轮刚-柔轮系统装配与啮合过程的动态影响,丰富和发展了谐波齿轮的分析方法。对谐波减速器的设计、分析及优化等问题具有一定的指导意义。