自升式海洋平台的关键部分是升降装置。升降装置安装在平台主体和桩腿的交接处,它的主要功能是实现平台主体和桩腿的上下相对运动、或把平台主体固定于桩腿的某一位置。具体操作过程为:当自升式平台到达井位时,通过升降装置把平台升离水面,为海上作业做好准备;作业结束后,再把平台降回水面,升起桩腿,使平台重新恢复成漂浮状态,准备拖航至下一个井位作业。　　 目前国外先进的升降系统为齿轮齿条式升降系统,该升降系统具有升降速度快、易对井位和可连续升降等优点。本文结合山东省科技发展计划项目“海洋自升式平台电动升降及控制技术研究”,针对我国自升式海洋平台的作业现状,借鉴国外先进的升降系统成果,设计研究“一轴输入带二轴输出”传递方式的齿轮齿条式升降装置。　　 自升式海洋平台的升降系统在平台升降过程中承担整个平台的重量和工作载荷,其安全性能对平台的正常工作起着重要作用。本文研究的齿轮齿条传动机构作为升降系统的核心组成部分,其结构安全的重要性不言而喻。鉴于此,本文基于动力学分析软件及有限元分析软件,针对设计出的升降装置模型进行运动及动力学分析与强度校核等研究,主要工作如下:　　 (1)基于ADAMS软件,对升降装置减速器部分的两种方案进行总体仿真,得出两种方案中齿轮齿条接触力在各个方向随时间的变化规律,以及同一电动机驱动的两个七齿小齿轮的速度曲线对比,从而研究两种方案下七齿小齿轮运转的同步性。以此为基础,研究一根齿条上的升降系统在不同载荷状态下和某特殊工况下的运动及动力学特性,为升降装置的优化奠定基础,并为防止由升降系统引发的故障的发生提供理论依据。　　 (2)该齿轮齿条升降装置长时间处于承受重载的状态(包括动载荷),较一般齿轮传动装置,具有低速、重载、应力情况复杂等特点,因此齿轮齿条的强度是关系到整个平台安全性能的重要因素,对其进行强度校核计算分析非常有必要。本文基于ABAOUS有限元分析软件,对升降装置的七齿小齿轮与齿条啮合进行静态与动态接触分析。静态分析主要包括不同工况下的齿轮齿条静态接触应力分析、不同倒角对齿轮齿条最大接触应力的影响分析;动态分析主要包括不同装配角对齿轮齿条最大接触应力的影响分析。　　 (3)每套升降装置电动机的伸出端均装有快速响应盘式刹车装置。该装置是关系到升降系统正常升降的重要设备,因此对其进行分析研究有着重要的意义。本文基于AMesim仿真软件对该升降装置的盘式刹车进行仿真研究,得到制动压力的响应曲线,分析影响其大小的各个因素;基于ABAQUS有限元软件,分析刹车过程中产生的热应力,考察不同制动力曲线情况对刹车性能的影响,对制动器的改进设计以及事故的预防提供依据。