液压扭矩扳手作为一种大直径螺栓的装配工具,具有很多的优点,如输出扭矩大,使用方便,能够在狭窄的空间范围内使用,且能够比较准确控制预紧扭矩的大小等。这对大量使用高强度螺栓的一些大型基础设施及大型机电设备,尤其是承受载荷及强烈冲击振动的重型机械设备而言显得尤为重要,螺栓联接质量的好坏将直接影响其运转可靠性和使用寿命。虽然液压扭矩扳手已经被广泛应用于冶金、机械、电力、化工、铁路、造船、桥梁、锅炉等行业的重要螺栓联接的安装及拆卸维修,但是其本身还有很多的缺陷,其中最重要的就是输出扭矩的精度较低,工作效率不高。研究人员在液压扭矩扳手执行机构的设计过程,大多是参考国内外现有的产品,再根据经验对其进行改进,采用的是经验类比法,不但计算量大,而且不容易得到‘最优’方案。本论文在对液压扳手执行机构的工作原理以及存在的缺陷进行了深入的分析和研究以后,引用现代优化设计方法,对执行机构的优化设计进行了研究。本文同时还对液压扭矩表的工作原理进行了分析和研究,并针对其不足,提出了机械式液压扭矩表的改进方案,并进一步给出了数字式液压扭矩表的设计方案。论文研究的工作与结论主要表现在以下几个方面: 针对液压扭矩扳手输出扭矩精度较低,工作效率不高的问题,在深入分析液压扭矩扳手执行机构工作原理基础上,提出了机构精度的概念,并给出了评价表达式,推导出了机构的摆角和机构精度的计算公式以及二者之间的关系式。为液压扭矩扳手执行机构的设计提供了理论依据。首次在液压扭矩扳手的设计过程中,引入了优化设计方法,建立了基于扭矩精度的液压扭矩扳手执行机构的优化设计的数学模型,并将惩罚函数法以及用于求解多维无约束优化问题的的Powell 法应用到液压扭矩扳手执行机构的优化求解过程中来。利用C 语言编制出了优化计算程序;采用VC++语言对液压扭矩扳手执行机构的优化设计进行了系统集成和实例计算;通过对实例求解结果的分析验证了优化设计方法的优越性。在分析了液压扭矩表的缺陷和不足后,对机械式液压扭矩表提出了改进方案。由于传感器和数字显示技术的不断发展和进一步的推广,数字仪表将是未来的发展趋势,数字仪表具有机械式仪表无可比拟的优越性,因此本论文还给出了数字式液压扭矩表的设计方案。