短杯型谐波减速器的尺寸小,结构紧凑,更适用于机器人领域,但是我国短杯型谐波减速器与工业发达国家的产品相比有较大差距,难以满足现代机器人的使用要求。因此,论文以机器人用短杯谐波减速器为研究对象,进行该类型谐波齿轮传动结构和齿形参数的优化设计研究。首先,依照短杯谐波减速器的设计准则和技术指标,选定刚柔轮的齿数、模数以及柔轮的结构参数。以柔轮滚齿刀的法面双圆弧齿形为基准齿廓,根据齿廓法线法求得柔轮齿廓。进行柔轮齿廓共轭区域的优化设计,实现了刚柔轮“双共轭”的啮合区间最大化。然后利用包络法求解刚轮齿廓,在此基础上进行刚柔轮的啮合侧隙等啮合特性的分析,验证了齿廓参数的合理性。分析柔轮的轮齿轴向偏斜现象,针对此现象引起的刚柔轮啮合问题,设计刚轮的三维齿廓来避免干涉。其次,求取柔轮的有限元变形函数,分析与理论变形函数的误差,继而求得两种变形函数下的刚轮齿廓差异,为获取刚轮齿廓的精确解提供参考。最后,进行柔轮的应力分析,通过正交设计研究了柔轮主要结构参数对最大应力的影响程度,并利用优化设计软件Isight,以最大应力和筒长的最小为优化设计目标,进行柔轮结构的优化设计,提高了承载能力,减小了柔轮体积。