本文针对某公司冷轧热镀锌线卷取机所使用的卷筒自投产后实际工作时出现扇形板矩形齿断裂,导致卷筒在卸卷时不能正常缩径,从而无法自动卸卷,阻碍正常的成品卷生产这一问题做了分析研究。通过查阅大量技术文献,总结国内外的各类研究方法,根据工作中的受力状况选取并计算力能参数,然后利用有限元分析软件对卷筒的核心部件扇形板和芯轴的受力和变形情况进行分析,从而找到应力和变形较大的薄弱部位。参考各种卷筒结构的优缺点,针对薄弱部位进行重新优化改进,提出新型的卷筒结构,从而设计出新式的扇形板和芯轴。再运用有限元软件对新设计出的扇形板和芯轴进行应力和变形分析,用以验证改善后的效果。最后通过对试制出的产品做实验,用实验数据进一步验证方案改善后的效果。本文的主要内容如下：(1)通过查阅大量的参考文献,列举了国内外专家学者对于卷取机的研究方法。为解决卷取机扇形板矩形齿断裂的问题,决定采用有限元方法进行受力和变形分析。(2)分析卷筒的组成及工作原理,找出了关键部件扇形板和正四棱锥轴,接着分析计算主要的力能参数,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对改善前扇形板和芯轴进行应力和变形的有限元分析,找出应力和变形较大的相对薄弱部位,然后对薄弱部位的结构进行分析。(3)综合各类常用卷筒结构的优缺点,根据前面对卷筒核心部件扇形板和芯轴的受力和变形的薄弱部位的有限元分析结果,提出新型卷筒的结构方案,并比较新型卷筒与原有卷筒在设计上的不同之处及优缺点。(4)对新型卷筒进行受力分析和计算,然后对其进行强度校核,再进一步应用有限元分析软件对改善后卷筒的关键部件扇形板和芯轴进行有限元分析,验证方案的可行性,接着通过各项性能试验进一步验证改善后的效果。