大口径舰炮具有储弹量大、可全天候持续发射、火力强度及效费比高等诸多优点,在对岸火力支援及海上作战等方面具有无可替代的作用。作为海军作战武器系统中的重要组成部分,各国海军都非常重视对大口径舰炮的研究。近年来随着武器技术的发展,新形势下的作战环境对舰炮系统的功能提出了更高的要求,舰炮武器系统的发射速度、紧凑性、可靠性等性能指标显得越发重要,而对于舰炮武器系统而言,最核心的部分当属其供弹系统,因此要提高舰炮武器系统的性能,就迫切需要在供弹系统上有新的突破。在全面分析国内外典型的大口径火炮炮塔供弹系统的基础上,给出了中腹供弹系统的含义及设计准则,提出了三套原理各异的中腹供弹方案,应用层次分析法对各方案进行了评价,并通过MCE软件平台对方案评价结果进行了验证。以基于变胞原理的中腹供弹系统方案作为分析对象,对其进行了系统的机构学分析。首先对变胞供弹机构的运动轨迹进行了设计,针对不同阶段的不同运行轨迹设计了对应的子构态机构,利用基因建模理论建立了各子构态机构的基因模型,并通过基因聚合求解出了变胞供弹机构的源构态机构的基因模型。其次,结合变胞供弹机构的结构示意图、各子构态的机构运动简图及运动副编码对其功能原理、运动规律及构态变换过程进行了综合分析。最后,建立了基于运动副编码的变胞供弹机构增广邻接矩阵,进而构建出了变胞供弹机构各子构态之间演变规律的数学模型——变胞方程。以变胞供弹机构工作行程上的最小传动角最大作为优化目标,并确立了边界条件,用MATLAB优化工具箱对机构进行了优化,得出了传动角最优的一组机构参数,在此基础上利用闭环矢量法对变胞供弹机构进行了运动学分析,进而建立了其运动学方程。然后利用MATLAB/Simulink软件对机构进行数值计算,分析了变胞供弹机构的运动学性能,并对如何抑制变胞供弹机构在构态变换时产生的冲击作了研究。在对变胞供弹机构进行动力学特性分析时,利用分布参数模型对机构进行运动学关系及非线性变形场的分析,考虑变胞供弹机构连杆的的柔性效应,并采用连续介质力学计算柔性连杆的变形能,运用分析力学计算柔性多体系统的动能及外力的虚功,最后应用Hamilton原理建立变胞供弹机构的刚柔耦合连续动力学方程,并用有限元的方法对该方程进行离散化处理,建立了的变胞供弹机构刚柔耦合离散化动力学方程。并通过对机构的数值仿真分析,找到供弹速率对供弹精度的影响,以便对如何提高供弹精度提供理论依据。