随着整个社会对煤炭能源需求量的不断加大,如何有效提高采煤效率成为一个重要课题。而采煤效率很大程度上取决于综采工作面安装回撤这项工作所占用的时间。目前国内针对综采工作面安装及回撤这项工作所进行的研究较少,安装回撤效率仍然处在较低的水平。针对井下综采工作面安装回撤效率低、劳动强度大这一问题,介绍了一套专门用于综采工作面安装与回撤的设备,双臂起重机械手是该套设备的重要组成部分之一,主要用于综采工作面安装过程中吊装刮板输送机中部槽、电机、减速机、机头以及工作面端头支架等设备的辅助工作。该设备取代了以往的人工操作,不仅更有效的保证了人员安全,而且极大的节约了综采工作面安装回撤时间。本文以某型号双臂起重机械手变幅机构为研究对象,对其进行结构上的受力分析,有限元分析及优化设计。首先根据实体结构运用Pro/E对双臂起重机械手进行三维实体化建模。并运用大型有限元分析软件ANSYS Workbench对双臂起重机械手变幅机构进行有限元分析。通过静力学分析验证结构的刚度和强度,并在此基础上对伸缩臂进行结构模态分析及屈曲分析。通过模态分析找出结构固有频率及主要振型,通过屈曲分析来验证结构的稳定性。建立变幅机构的数学模型,确定设计变量及目标变量,以变幅液压缸受力最小为目标函数,找出约束条件,运用MATLAB优化工具箱对铰点位置进行优化。优化结果使得铰点位置进行重新分布,变幅液压缸受力明显减小,按照结论对变幅液压缸进行重新设计计算,结果表明,优化后的铰点位置受力情况的改善使得变幅液压缸的内径由标准值180mm减小至160mm,变幅液压缸减小了一个型号。最后根据优化结果对变幅机构进行重新建模并进行有限元分析,结果表明,优化后的机构不但满足要求,而且机构所受的最大等效应力及整体变形均有所降低。优化后的结构不但降低了产品制造成本,而且改善了变幅机构的力学性能。