半导体制冷片是一种利用半导体材料的热电耦合效应实现制冷效果的新型制冷设备。半导体制冷片主要有陶瓷板、导流片、(P型和N型)半导体颗粒和导线组成,其中若干对(P型和N型)半导体颗粒交错排列在焊有导流片的陶瓷板上。关于制冷片中半导体颗粒的排列问题,论文提出采用颗粒整列机对半导体颗粒进行整齐排列。颗粒整列机由驱动平台和整列盘构成,整列盘的上表面分布有盲孔,盲孔的形状和分布位置由颗粒的形状和排列要求确定,整列盘被固定在驱动平台上。在颗粒整列机工作过程中,驱动平台为整列盘能够实现不同的运动形式提供激振力,散乱分布在整列盘中的颗粒随整列盘一起运动并逐渐落入盲孔里,使颗粒整齐排列在整列盘的盲孔里。采用颗粒整列机进行半导体颗粒的整齐排列时,整列盘的运动形式直接影响半导体颗粒的排列效率。本文利用ADAMS软件建立颗粒整列机上半导体颗粒排列运动的虚拟样机仿真模型,对半导体颗粒在整列板上的运动进行动力学仿真分析,研究整列盘的不同运动形式对半导体颗粒排列速度的影响,获得适合半导体颗粒排列的最佳运动形式;通过对颗粒整列机进行机械结构优化,设计新型颗粒整列机,使整列盘的运动符合仿真所得的最佳运动形式;利用ANSYS Workbench软件对新型颗粒整列机的关键零部件进行模态分析和疲劳分析,检测结构设计的合理性,避免颗粒整列机在工作过程中出现共振现象,提高颗粒整列机的运行安全性。本文在机械系统动力学和静力学仿真分析的基础上,设计出一款适合半导体颗粒排列的新型颗粒整列机,显著提高了半导体颗粒的排列效率,降低半导体制冷片的加工成本并提高半导体制冷片的加工速度。此外,本文的研究为机械装置的优化设计提供了一种新的思路,对颗粒排列理论的完善及颗粒整列机的优化提供了重要的理论指导意义和实用价值。