随着科学技术的发展,节能低碳、绿色环保成为了现今企业转型升级的首要任务。生产厂家秉承新技术提升传统产业的理念,对现有的游梁式抽油机采用电机直驱新技术进行改造。但在使用中,发现电机直驱游梁式抽油机经常处于不平衡的运行状态,使得曲柄轴净扭矩波动大,导致抽油机能耗增加,从而减少了四连杆机构和直驱电机的使用寿命。本文针对电机直驱游梁式抽油机曲柄轴存在大扭矩的问题,进行抽油机机构力学性能分析研究。首先,基于电机直驱游梁式抽油机几何模型,对悬点运动规律、载荷、曲柄轴扭矩以及主要杆件的受力情况进行分析。其次,采用ADAMS动力学软件对机构进行动力学分析。通过抽油杆实际示功图施加载荷,研究曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡对曲柄扭矩的影响规律;并详细分析采用不同曲柄结构时对应曲柄扭矩的变化情况。然后,基于机械优化设计理论,借助MATLAB数据库软件编写了电机直驱游梁式抽油机结构优化设计程序。以曲柄轴净扭矩的峰值最小为目标,保证曲柄轴净扭矩始终为正值的目的:对优化前、后电机直驱游梁式抽油机进行了动态特性对比分析,得出曲柄轴扭矩波动最小的最佳性能参数。最后,使用ANSYS Workbench软件对优化后的电机直驱游梁式抽油机的关键部件进行静力学分析;对电机直驱游梁式抽油机在三种不同工况时进行瞬态动力学性能仿真测试。研究结果表明:（1）通过对电机直驱游梁式抽油机结构的优化,改善了整机的性能水平,使得曲柄轴最大净扭矩、扭矩因数TF都有所降低,净扭矩峰值降低了30.57%。（2）通过整机在三种不同工况时的性能测试分析,发现电机直驱游梁式抽油机在工况一、工况二运转时,运动平稳可靠,各连接部件没有出现严重的变形、失效和破坏等现象。在超载工况时驴头与游梁的连接处出现了应力集中的情况。因此在实际运行过程中要避免电机直驱游梁式抽油机在超载状况下启动运行,防止出现零部件疲劳失效,影响油田的正常生产运行。