随着社会的发展，世界市场逐步由传统的相对稳定演变成动态多变。为了适应变化迅速的市场需求，各制造企业不断努力寻求可以提高产品质量和缩短产品开发周期的新技术、新工艺。计算机和信息技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素，而将该技术应用于制造业，并对传统制造业进行改造，是现代制造业发展的必经之路，其中，虚拟制造技术就是关键技术之一。应用虚拟制造技术，可以缩短产品的开发周期，提高设计与制造的成功率，从而适应市场快速反应的要求。立式双臂带卷夹钳的机构复杂，运动的状态较难预测，夹持的可靠性难以把握，导致在夹持物料过程中可能发生钳臂断裂，物料坠落等事故。由于作业场地的危险性较大，一旦出现事故，轻则砸坏设备、影响生产，重则机毁人亡，所以使研究的夹钳能长时间安全可靠地作业变得尤为重要!虚拟制造技术为上述问题提供了一定程度上的解决办法。使用虚拟制造技术，设计人员可以在设计初期阶段通过对系统进行仿真分析，发现问题并改进设计，从而能在某种程度上避免事故的发生。本文利用了虚拟制造技术中的虚拟建模、虚拟仿真、虚拟装配技术，实现了对带卷夹钳工作可靠性和安全性的研究。本文的主要工作和结论如下：1．以分析力学为基础对夹钳进行了理论设计，对夹钳机构的原理和力学特征进行了深入细致的研究，提出了它在初始工作阶段的动态反馈过程，得出了其可靠运行的条件。2．求解了夹钳各铰接点的受力大小，并借助计算机程序研究了夹持不同带卷时的钳臂受力情况，找出了其部件的受力随带卷直径变化的规律，为有限元求解的加载提供了理论依据。3．以ADAMS为平台建立了该夹钳的虚拟样机，仿真得出了各铰接点的受力大小，同时，对其夹持带卷的可靠性和在它自重下复位的可靠性进行了仿真分析，验证了所设计机构的实用性和正确性。4．以有限元法为基础，提出了一种优化夹钳整体结构的方法，并对该方法进行了实践，获得了能满足安全可靠性的立式双臂带卷夹钳，分析结果显示，该方法合理地解决了夹钳的强度与其工作可靠性间的矛盾。