本文基于总体平衡理论和层压破碎理论对圆锥破碎机的破碎产品质量和生产能力进行了深入研究，进一步建立了基于圆锥破碎机生产能力的腔型结构参数优化模型，为改进和研制新型、高效、节能的圆锥破碎机提供一定的理论依据。本文主要工作和内容如下：(1)以单颗粒物料为研究对象，通过矢量法推导出单颗粒物料以滑动方式通过破碎腔的运动特性的解析表达式。(2)基于总体平衡理论，对圆锥破碎机的破碎过程模型进行了深入研究，进一步通过理论分析实现了对物料破碎过程中粒度分布的预测。同时，对圆锥破碎机破碎产品针片率的经验模型分析，得出了给料平均尺寸和闭边排料口尺寸对产品针片率的影响。(3)对计算生产率的新方法进行了理论推导，以PYB900圆锥破碎机为例验证理论模型的正确性，并对影响圆锥破碎机生产率的工作参数和结构参数进行了分析，得到了圆锥破碎机生产率与腔型结构参数之间的关系。(4)基于对圆锥破碎机生产能力的研究，建立了以圆锥破碎机生产率为目标函数的腔型结构参数优化模型，利用Matlab软件对PYB900圆锥破碎机腔型结构参数进行优化求解，结合优化后的腔型结构参数采用图解法画出圆锥破碎机的基本腔型；进一步基于最小磨损理论对考虑动锥衬板磨损情况绘制出动锥曲线图。