液压动力钳是用于完成管柱快速上卸扣作业的专用工具。具有输出扭矩大、操作方便、应用范围广、性能稳定、构造简单等优点,使用液压动力钳作业不仅可以有效地提高作业人员的工作效率,而且还能够大幅度地降低现场工人的作业强度,因此,广泛受到现场作业人员的欢迎。液压动力钳在完成上卸扣作业时需要频繁的换挡换向,其齿轮传动系统在传动过程中由于扭矩和转速等外部激励变化必然会产生冲击。常规的疲劳寿命预测都是用的非冲击工况下的载荷谱进行疲劳寿命预测,预测结果与实际工况是有差别的,为了使开口齿轮疲劳寿命的预测结果与实际工况更加接近,对冲击载荷下的开口齿轮的疲劳寿命预测显得更有研究意义。本文根据液压动力钳的实际工作状况,在多体动力学、冲击动力学和疲劳寿命理论的基础上,以液压动力钳的重要零部件开口齿轮为研究对象,完成了如下工作:分析了液压动力钳主钳的基本参数和基本工作原理。使用三维建模软件完成了液压动力钳齿轮传动系统的三维建模和模型的精确装配。再根据有限元分析的需要对齿轮传动系统模型进行了合理的简化。使用多体动力学分析理论和动力学分析软件ADAMS,建立了液压动力钳齿轮传动系统合理的虚拟样机模型,完成了上扣和卸扣两种工况下液压动力钳齿轮传动系统的多体动力学分析,分析了两种工况下液压动力钳齿轮传动系统的运动学和动力学特性。基于Hamilton变分原理推导了齿轮动力接触的动力学微分方程。利用Newmark法求解了弹性动力学微分方程,并对其进行修正。最终选择修正后的Newmark法作为求解齿轮动力接触的计算方法。得到液压动力钳在高速低扭启动、低速高扭启动、低挡换高挡、高挡换低挡和单双介轮交替时的冲击速度和冲击载荷。液压动力钳在完成高挡换低挡时的冲击载荷最大,该工况为最危险的工况。最后,对疲劳寿命预测的基本流程和理论进行研究。使用有限元法对开口齿轮齿面施加单位载荷进行有限元静力分析,确定开口齿轮的危险位置。通过雨流循环计数法对开口齿轮的载荷谱进行统计。考虑材料的存活率的情况下绘制了材料的疲劳特性曲线,Goodman对平均应力进行修正,最后,使用疲劳分析模块fatigue对冲击载荷下和正常工况下开口齿轮的疲劳寿命进行预测,对一颗齿而言,正常工况下的可以完成上卸扣作业的次数为7.63×105次,在单双介轮交替的位置为2.83×105次,但是在冲击载荷作用下只有50848次。由此可见,在高挡换低挡冲击位置轮齿的疲劳寿命是最低的,其次是单双介轮交替的位置。