近年来，卧式螺旋卸料过滤离心机（简称：卧螺过滤离心机）因分离因数高，且体积小、产量大、脱水效率高，而成为了研究的热点。差速器是卧螺过滤离心机实现内外转子差速运转的一个重要的关键部件。研究表明液压螺旋差速器具有结构简单、传递扭矩大、差转速无级可调，是卧螺过滤离心机中的首选部件。因此，本文以输出扭矩为4460N·M的液压螺旋差速器为研究对象，在UG建模的基础上，运用ANSYS进行了有限元分析和结构优化设计。　　首先，本文以钻井用卧螺过滤离心机的4460N·M的液压螺旋差速器为研究对象。对其中的关键部件液压马达、放置联轴器和接管座的结构及其工作原理进行了详细阐述,建立了柱塞组件与导轨之间的静力学模型。基于赫兹接触理论推导出了差速器在正常运转时柱塞组件和导轨的接触应力。　　其次，针对离心机一些特殊场合（煤矿、化工厂等易燃易爆场合）的脱水、卸料研发了一套全液压型卧式螺旋卸料过滤离心机。设计的实用新型的端面配流机构使液压螺旋差速器的可靠性、效率、寿命以及离心机工作稳定性得到了很大的提高。利用Hypermesh对柱塞组件与导轨进行了六面体网格划分，通过选用接触对与MPC算法，实现了零部件之间不连续网格的连接，基于Hypermesh与ANSYS的数据交换技术在ANSYS中对其进行了非线性分析。对三个接触位置的分析表明，液压螺旋差速器在正常运转时凸轮导轨面上的上下死点处出现应力集中，柱塞组件周期性的与导轨接触的状况下会出现点蚀以至降低差速器的使用寿命。　　最后，根据柱塞组件与导轨的非线性分析结果，对差速器中的关键零件凸轮导轨进行了结构优化设计。在ANSYS中利用ADPL语言建立了凸轮导轨的参数化有限元模型。通过对导轨的设计参数以及边界条件和载荷的调整，获得了设计变量和状态变量以及目标函数随迭代步数的变化曲线。结果表明：三个设计变量对等效应力的影响是相互制约的，在目标函数的限定下得到了一组最优解，从而验证了本项目中所采用的结构设计参数为最优参数。