单缸插销伸缩机构作为大吨位,高性能工程起重机的核心部件之一,近年来广泛应用到国内外的伸缩臂起重机上,其结构形式多样,原理不尽相同。为了获得动作灵活,安全可靠,维护方便,伸缩效率高的伸缩系统,国内外多家起重机生产商都积极投入,深入研究。本文以大连理工大学与太原重型机械集团有限公司合作开发的TZM1200t伸缩臂起重机为算例,对齿轮互锁式单缸插销机构的结构性能做了深入研究,形成一套比较完整的设计计算、参数优化方法,主要工作如下：(1)提出了齿轮互锁式单缸插销机构的设计要求,以TZM1200t伸缩臂起重机的单缸插销机构为算例,通过分析,确定了该机构的结构形式,传动原理,对整个机构的相关部件进行详细的计算,确定了决定齿轮互锁式单缸插销机构工作性能的核心参数；(2)对齿轮互锁式单缸插销机构进行动力学仿真,分别考虑各个因素对机构核心性能参数的影响程度,并提取不同因素影响下的结果,进行对比分析,确定主要影响因素和次要影响因素；(3)依据上文对机构工作过程的影响因素评估结果,提取主要因素,忽略次要因素,建立了缸销和臂销插销过程的动力学方程,绘制核心性能参数的变化曲线,并与仿真结果进行对比,验证方程的正确性,为工程设计提供简单快捷的计算方法；(4)针对所建立的动力学方程的各个参数进行了分析,确定主要影响参数,绘制缸销和臂销插销时间随各自驱动弹簧刚度的变化曲线,为设计者指明了设计优化的方向；(5)根据上文指出的方向,针对齿轮互锁式单缸插销机构的缸销弹簧,缸销油缸弹簧,臂销弹簧以及齿轮齿条传动机构分别进行多目标优化,将优化后的参数带入建立的动力学方程中,提取插销时间,绘制图表,比较分析优化前后机构性能提高的百分数,根据优化结果,对原始设计结构进行改进。综上所述,本文提出了一套完整的齿轮互锁式单缸插销机构设计优化方法,为实际工程应用提供理论依据,具有指导意义。