气门弹簧作为内燃机气门工作的重要元件，其负荷特性直接影响内燃机的性能，进而影响汽车性能甚至是行车安全。因此，气门弹簧对负荷要求较高，须进行负荷全检，并根据负荷检测结果将其分组使用。随着汽车工业的蓬勃发展，气门弹簧需求量巨大，其负荷检测和分选工作面临巨大挑战。高性能、高效率的弹簧自动化负荷分选设备的需求日益迫切。本文针对气门弹簧的外形尺寸特点，设计了一种新型圆柱螺旋压缩弹簧负荷分选机，完成了其机械结构设计、制造、试验和仿真优化等工作。目前，市场上的弹簧负荷分选机多采用转盘式结构。该类分选机弹簧定位误差大、负荷检测过程中存在摩擦力的干扰，弹簧负荷测试和分选精度低。针对现有分选机存在的问题，本文对提高弹簧定位精度、消除负荷检测中摩擦力干扰等重点内容进行了分析和研究，为分选机设计奠定了基础。为得到分选机设计的基本资料，本文对同一批次气门弹簧进行了负荷特性测试，并根据该批弹簧的负荷值差异性进行了分组，这既验证了弹簧负荷测试分选的必要性，又为后续分选机设计提供了基础依据。根据实际生产需求，制定了弹簧负荷分选机的设计要求，规划了弹簧分离、弹簧送进、负荷检测、弹簧送进并分选的工作过程。依据上述工作过程，将分选机设计为分离装置、送料装置、检测装置、分选装置、控制系统等五部分，并制定了各装置的设计方案。依据设计方案，本文利用三维建模技术完成了分选机各装置的结构设计及图纸绘制工作，并制造了样机。利用样机进行了原理试验、性能测试和分析，验证了样机各装置原理的可行性、功能实现的稳定性和可靠性。同时，依据试验结果，对分选机各装置进行了改进设计。为进一步优化分选机结构和参数，利用Adams对分选机实现送料、分离等核心功能的送料装置和分离装置的工作过程进行了动态仿真分析和优化。经过改进设计和优化，分选机各装置性能明显改善。分离装置中的歇摆动落簧机构和阻尼机构可实现弹簧的可靠分离和平稳下落；工位直进式的送料装置可实现弹簧的高速送进和准确定位，并消除摩擦力对负荷检测结果的干扰；负荷检测装置可方便调节气缸高度，适应不同高度弹簧的负荷检测需求；“容器固定、通道开合”形式的分选装置能够克服通道旋转式难以准确定位、容器旋转式驱动成本高的不足。