摆线钢球减速器是一种通过钢球与摆线槽啮合传递动力的减速器,本质上为少齿差行星传动,具有传动比大、效率高、体积小、无回差等特性,在精密仪器及小型设备中具有很好的应用前景,但目前我国该类减速器依赖于进口,无自主生产能力,主要原因是减速器的设计过程不完善,摆线盘加工技术不能满足要求,因此本文通过分析减速器的基本原理,运用遗传算法设计特定参数下的减速器,对其性能进行研究,并设计专用的加工装置解决减速器中摆线盘的加工问题。基于摆线钢球减速器的基本传动原理,运用微分几何理论对摆线的形成及摆线槽的实际齿廓进行了推导,运用转化机构法分析了不同结构形式下的传动比;根据减速器体积以及连续传动的条件分析了各参数之间的内在联系及取值范围;运用赫兹理论计算了摆线钢球接触部位、环线槽钢球接触部位的应力状态并借助ANSYS Workbench进行仿真验证。运用MATLAB遗传算法工具箱进行减速器的优化设计,基于摆线钢球减速器传动系统的运动规律及条件,确定了设计变量并建立了分目标函数;基于层次分析原理,采取理想点法与线性加权法相结合的方式确定了系统总的目标函数;通过分析减速器的约束条件,构造出基于遗传算法的减速器多目标优化数学模型;进行实例分析,以定性的方法分析了各设计变量对各目标函数的影响规律,分别进行单目标优化及多目标优化,将优化结果与传统设计结果进行了比较分析。利用遗传算法优化结果,分别进行了一级、二级摆线钢球减速器虚拟样机设计及Pro/E三维建模;运用ADAMS进行仿真分析,将仿真得到的转速与钢球接触力与理论值作了对比分析;借助ANSYS对偏心输入轴进行模态分析,研究了其固有频率和振型;基于ANSYS Workbench进行了减速器整机的静力学分析。研究摆线盘的加工方法,根据零件表面摆线槽的形成方法,通过相对运动原理,推导了摆线槽加工设备的数学模型,设计出一种新型的加工设备,主要特点为刀具位置不动,加工装置的复合运动相对于刀具形成摆线轨迹,并设计了特定参数下的加工设备,进行三维建模及运动仿真验证。运用MATLAB进行了一级摆线钢球减速器设计软件的开发。