冲击压路机在基础设施建设中发挥着其他压实设备不能替代的作用,但它在应用中除没有将能量全部作用在工作介质而造成能量浪费外,还存在被压材料的凹凸表面使牵引车颠簸不堪、驾驶员的工作环境极端恶劣以及未能广泛应用等问题。而平衡冲击压路机则基本解决了原冲击压路机存在的主要问题。针对冲击机械的节能问题,本文以“基于势能为常量的振动与冲击机械节能设计原理”为基础,对系统总势能分别为常量和变量进行分析,求证得出:在设计机械系统时,只要使系统的总势能为常量或在最小区域内变化,则系统所消耗功率将会降低。在分析的过程中并得出:在机械设计时,若系统动能在最小范围内变化,则对机器节能有很大帮助,进而引出了“基于势能的机械设计节能原理”。论文首先对三边形冲击轮进行分析,根据冲击轮质心运动几何关系确立了质心运动方程,并应用MATLAB绘制出冲击轮势能曲线;归纳了冲击轮转动惯量计算公式,应用现代的三维设计软件求出冲击轮相对于质心轴的转动惯量,为冲击轮动力学研究奠定了基础;进而应用拉格朗日方程对冲击轮进行了动力学分析,并运用MATLAB对牵引力进行了数值仿真,分析了冲击轮消耗功率随时间变化的关系,总结出该机存在严重浪费能源等问题的实质是系统势能的周期性突变;以‘基于势能的节能原理’为基础,根据冲击压路机的特殊性,设计出平衡冲击压路机;基于上述理论,运用MATLAB对冲击轮的势能曲线进行了优化,得出了平衡冲击压路机前后轮组的最佳相位角范围;根据冲击轮角速度变化规律,研究了中心距变化规律,并应用图解法确定了平衡冲击压路机的中心距。论证得出:平衡冲击压路机的节能主要与系统的势能和动能在最小范围内变化、被压材料凹凸表面(平整度)等三方面有关。通过对模型试验和平衡冲击压路机样机理论分析和试验,得出‘基于势能的节能原理’所设计的平衡冲击压路机具有较好的节能效果,证明了原理的正确性。通过理论分析、设计和实验测试初步得出了:在设计动力机械时除必须满足节能原理外,还得出必须使其牵引力在整个工作过程中处于最大和系统动能在最小范围内变化的节能技术。