本文通过大量文献调研,掌握了钻机绞车传动方式、行星传动优化方法和行星传动性能分析的国内外研究现状,为钻机绞车用大功率行星传动的优化设计和性能分析打下良好的理论基础。为充分发挥行星传动结构紧凑、体积小的优点,为海洋钻井平台钻机绞车提供更优的传动方案,以1500HP电驱动行星传动绞车的相关参数为依托,首先研究了钻机绞车行星传动的静力学性能,为后文优化设计中的齿面接触和齿根弯曲约束条件提供依据。分别建立了行星传动体积、传动效率和传动重合度的目标函数,对行星传动体积目标函数进行归一化处理,得到优化设计总的目标函数,以序列二次规划和粒子群法进行求解。优化后钻机绞车行星传动体积减小67%,传动效率增加到97.7%,传动重合度增加到1.43。基于Workbench对行星架进行响应面结构优化,优化后行星架体积减小4.27%,最大形变减小7.1%。建立了行星传动轮系平移—扭转耦合动力学振动模型,得到各构件的运动微分方程,基于Workbench进行求解。行星传动中不同浮动机构对行星传动轮系的模态有一定的影响,分别研究了太阳轮浮动、行星架浮动、内齿圈浮动时行星传动轮系的模态情况。结果表明当有两个基本构件共同浮动时,行星传动轮系振型固有频率显著增大,适用于高速传动的行星传动中。为深入研究钻机绞车起下钻动力学问题,以钻机绞车起下钻的物理模型为基础,通过合理假设,建立了钻机绞车起下钻的动力学微分方程,并求出其解析解,得到钻机绞车起下钻系统的位移响应、速度响应和加速度响应。为使分析结果更加准确,在Adams中建立钻机绞车起下钻模型,分别研究了滚筒以一次函数曲线驱动、以类二次函数曲线驱动和以类对数函数曲线驱动时的系统响应情况。根据仿真结果分析对比三种驱动方式下系统的动载情况。仿真结果显示,当绞车以一次函数曲线启动时系统动载最小,滚筒处波动频率最小。