本文对以LS型螺旋输送机为代表的水平螺旋输送机的机理和设计方法进行了研究。首先分析了螺旋输送机工作过程中物料颗粒的受力和运动情况，并在已有的设计计算理论的基础上结合ADO的数据库访问技术以VB为开发平台完成了螺旋输送机传统设计方法的软件化。随后，在进一步分析输送机理的基础上针对系列化螺旋输送机阐述了以效率最大为目标螺距优化理论；针对使用频率较低的长距离螺旋输送提出了以螺旋体质量最轻为目标的优化设计理论；针对一般的非标螺旋输送机提出了以驱动功率与输送量的比值最小为目标的优化理论；根据上述优化理论分别建立数学优化模型，创建以VB编写操作界面，以MATLAB优化工具箱函数fmincon为后台运算程序的交互式参数驱动的优化设计程序。分别选取典型实例在优化设计程序中试算，结果表明通过优化设计后螺旋输送机整体性能都得到了提升。在后期的工作中，为提高工作的效率采用VB与PFC3D的混合编程技术开发了一种专门用于螺旋输送机离散元仿真的可视交互式程序。通过该程序可据输送机设计参数和单元体设计参数生成能被PFC3D直接执行的命令流文件，且可调用PFC3D执行上述命令流文件完成仿真并将结果保存到指定文件夹内。最后利用上述软件首先分析了在输送量一定的情况下，螺旋直径、转速和填充系数对颗粒分布的影响以及驱动功率的影响，其次分析了螺旋输送机经过优化后所需驱动功率的变化，间接验证了本文所涉及的优化理论的合理性。