在油田自动化钻井生产中，铁钻工是目前最先进的扭矩旋扣设备，可完成钻杆、套管等钻具的旋扣连接工作，是现代化钻井中重要的自动化设备之一。通过调研，发现每年油田公司报废的铁钻工钳牙和钻杆数量非常巨大，铁钻工钳牙报废的主要原因是牙尖磨损和断裂，钻杆报废的主要原因是连接头处的钳牙牙痕。钳牙是铁钻工的关键零部件，钳牙质量的好坏在很大程度上影响着铁钻工的工作效率和与其接触的管杆件的使用寿命，所以对铁钻工钳牙的相关参数进行优化设计非常重要。性能优良的铁钻工钳牙首先要有足够大的摩擦系数，以保证上卸扣时不致打滑；其次是在大扭矩受力情况下钳牙不致于咬伤钻杆等管杆件。本文通过对铁钻工钳牙的牙型角、齿面分布、塑性屈服准则、咬入深度和当量摩擦系数等相关参数进行理论分析，得出这些参数之间的相互关系和参数的变化对钳牙工作情况的影响。应用正交优化法对铁钻工钳牙的牙型角、齿高、齿间距三个关键参数进行了优化设计，优化后得出的牙型角为110o，齿高为2mm，齿间距为4mm。应用ANSYS软件对铁钻工钳牙和钻杆进行接触有限元分析，计算得出钳牙在与钻杆接触处出现最大应力，该最大应力在本论文允许的许用应力值之内；钻杆接触处的牙痕深度在本论文规定的允许牙痕深度值1mm之内。最大应力和牙痕深度均符合本论文设计要求。