差速式发动机是为了改进传统发动机功率密度小的不足而提出的,它的功率传输系统包括差速驱动机构和动力缸两部分,论文主要研究动力缸中转子组件的结构设计。针对适用于差速式发动机的几种转子结构,选出比较合理的结构方案并进行分析和优化,围绕直缸式转子的结构设计、运动学展开研究,对关键零部件的静强度、刚度和稳定性进行优化设计与计算分析。主要研究内容包括以下几个方面:1.设计了几种可行的转子结构方案,并提出解决其密封、润滑及冷却的方法,通过分析发现,扇形转子和嵌套式转子中的直缸式转子特点突出,具有继续研究的潜力。2.建立矩形截面、圆形截面和半圆形截面叶片活塞的输出转矩的理论模型,得出矩形截面叶片活塞的输出转矩是宽径比的增函数,并对其宽径比进行了优化,优化结果表明,为使矩形截面的变形不至过大,在设计时,宽径比应在1到3之间取值。3.完成了直缸式转子结构的运动学建模与分析。对活塞质心运动的位置、速度和加速度进行运动学建模,利用活塞、转子和连杆的运动关系导出连杆质心的位置、速度、加速度和摆动角的运动学模型,并对活塞和连杆的运动规律进行了分析,结果表明活塞和连杆运动是周期性变化的,而且变化比较平缓。4.建立了用平均有效转矩对直缸式转子进行分析的计算模型。分析了运动学模型中主要参数对平均有效转矩的影响。5.利用ANSYS workbench软件对连杆进行优化,将连杆长度、宽度、高度作为输入变量,以最大应力、最大变形和质量最小为目标进行设计计算,优化出三种最优方案并进行稳定性分析。