随着工业机器人市场的发展，作为其关键部件的谐波减速器的市场需求也随之增长。谐波减速器具有体积小，传动精度高，大减速比等主要特点。本文设计了一款帽型柔轮谐波减速器，其中齿形设计为双圆弧齿形。针对现阶段谐波减速器发展面临的主要问题，即疲劳寿命问题进行了研究，以期提高谐波减速器的使用寿命。

　　首先，对已设计好的谐波减速器进行建模，通过Hypermesh进行有限元前处理，在Abaqus中进行有限元静力学仿真计算，得出相应的位移云图以及应力云图，判断其应力分布与位移变形状况，分析其规律。之后，再以线性损伤累积理论为依据，通过Fe-safe分析计算其疲劳寿命。接下来，在Solidworks中进行模型的参数化建模，通过Workbench进行两次响应面分析。

　　第一次响应面分析针对四个柔轮结构参数，分别为筒长，筒体壁厚，齿宽，筒体与法兰面倒角，优化目标是使得柔轮最大等效应力最小。在优化之前先对它们进行敏感性分析，明确四个参数对结果的影响程度，排除影响程度过小的参数以减小计算量，提高仿真效率。然后采用DOE生成设计点，拟合得到相应的响应面。通过得到的响应面选择最优的参数数值。

　　第二次响应面分析是在第一次响应面的基础上，针对第一次优化之后的结果进一步优化，此次将筒体分段，并以段与段之间的壁厚作为优化参数，同样先进行敏感性分析，再通过DOE生成设计点计算并拟合响应面。通过得到的响应面选择最优的参数数值，并对新筒体进行适当的平滑曲线设计，得到新的筒体变厚度的柔轮。

　　最后，在Abaqus中对新结构进行静力学分析，计算其应力与疲劳寿命，验证优化的有效性。本文还完成了谐波减速器的动力学仿真分析，分析了谐波减速器平面模型以及三维模型，讨论了这两种模型的结果以及优缺点，为将来的动力学研究提供模型参考。平面模型的动力学分析计算量少，但失真程度较大，其可以用于齿形设计的验证，或进一步地用于齿形参数的优化设计。三维模型的动力学分析计算量大，柔轮最大等效应力结果比静力学分析大得多，更接近零件实际工作状况。切向键滚轮支架排气管