传统的大型矿用汽车轮胎拆装机械手均需要与其他机械组合使用,无形之中增加了轮胎拆卸的工时和工作量,也增加了危险性。为了实现中国制造2025,以响应国家智能制造创新重大工程的实施,提高在机器人领域创新能力。本论文以前人轮胎拆卸机械手为基础,以相关结构设计理论为依托,以虚拟样机仿真技术为手段和验证方法。设计出一个大型矿用汽车轮胎拆卸机械手全新结构,并进行运动学、动力学和有限元分析,得到应力、应变、模态和谐响应等性能仿真数据,验证结构合理和可行。首先,本文分析了大型矿用汽车轮胎拆装机械手几种工况和工作环境,利用现代设计方法学理论中模幅箱法,对设计环节中的动力源,机构等进行选型和设计。利用Solidworks建立零件三维模型,然后进行装配,并反复检查、验证、修改至模型合理并分析其运动原理。为后文运动学和动力学仿真奠定了基础。其次,以理论力学空间力系平衡方程为理论基础,对整机稳定性进行受力及运动分析计算,为后文动力学分析的驱动载荷施加做好准备,并算出配重值。建立整机的多体动力学模型和接触模型,为后文动力学分析的模型建立做好准备。再次,通过ADAMS虚拟样机对轮胎拆装机械手整机在轮胎不同工况下进行运动学仿真,验证所设计机构可以完成预期动作。再进行动力学仿真,测出相应位置接触力,与前文受力分析形成对照,并为后文有限元分析中前处理阶段的载荷施加提供了理论依据。最后,在Ansys Workbench虚拟样机中对机械手抓、横梁A、横梁B、滑靴F、翻转横梁和底座架等关键零部件进行有限元分析,找到各零部件的最大应力、形变值,为后续的强度校核做好充分准备。通过强度校核,验证结构和材料均符合使用条件。再对机械手整机进行模态分析,找出前10阶的振型规律,为整机的稳定性和结构优化改进提供重要参考。对横梁A、横梁B和支座三个回转运动的零件的基座进行响应分析,找到X、Y和Z轴方向位移振型曲线,为回转结构和整机稳定性分析提供了重要的依据。该论文有图68幅,表17个,参考文献77篇。