目前我国的导弹起竖机构主要是利用液压缸进行驱动,液压缸本身结构存在效率低下,液压油容易泄漏以及维修困难等问题,限制了我国导弹起竖性能和导弹发射性能的发展。因此使用传动效率高,无泄漏风险以及维修方便的电动缸替代传统的液压缸实现起竖机构电驱动化势在必行。现有的滚珠丝杆电动缸无法满足导弹起竖机构的重载要求,本文将基于承载能力和寿命均高于滚珠丝杆的二级行星滚柱丝杆机构完成适用于导弹起竖机构的电动缸的设计与研究。本文对PRS内各零件的运动和受力进行分析,对PRS零件之间的参数关系公式和丝杆推进力进行推导;根据PRS的运动特性和使用要求确定二级PRS的整体结构方案,并对PRS性能指标和设计参数的关系进行分析,选择影响PRS主要性能的设计参数;通过分析三铰点起竖机构受力,优化起竖机构铰点位置,计算二级PRS电动缸各级行程和运动受力。二级PRS的关键尺寸设计是完成电动缸设计的基础。本文基于遗传算法以二级PRS的主丝杆半径,花键工作高度,二级丝杆厚度,牙侧角和丝杆螺距为设计变量,以二级PRS的传动效率,径向尺寸和使用寿命为目标函数,通过层次分析法和单目标优化建立总体目标函数得到优化变量组,并基于经过优化设计的变量组完成电动缸的总体设计并建立虚拟样机。电动缸的运动学和动力学特性影响着起竖机构的性能和可靠性。通过ADAMS软件对电动缸虚拟样机进行运动学分析得到二级电动缸的转速,角加速度和螺母轴向速度,分析电动缸的完全展开时间是否满足设计要求;利用ANSYS Workbench模块对完全展开的工作缸进行失稳状态分析,分别对二级PRS机构和电动缸的启动、平衡和停止阶段进行模态分析和谐响应分析,研究二级PRS和电动缸整体的动态特性。电动缸在工作时,PRS机构中的误差会影响电动缸运动的准确性。根据二级PRS机构的传动顺序对机构系统误差进行分析,分析误差来源建立误差计算方程对误差进行综合计算,建立误差影响矩阵分析单项误差对传动精度的影响,计算系统综合误差,研究机构的几何参数对传动误差的影响;最后利用Matlab的Gui模块开发二级PRS电动缸的计算软件,简化设计计算过程。