风轮锁是维护风轮和传动链时保障机组及维护人员安全的关键装置。为解决目前传统设计方法存在的重复设计、设计周期长和设计质量不稳定等问题,本文利用现代设计方法,以液压式风轮锁为研究对象,开发了一套集设计计算、校核以及建模于一体的液压式风轮锁参数化设计系统;针对基于传统经验的密封件选型满足不了风场恶劣环境的问题,运用Workbench对风轮锁密封件的密封性能进行有限元分析,验证其密封性能,并对其密封结构进行优化。本文主要研究内容如下:(1)针对风轮锁的工程用途并结合风机发展趋势,提出了将液压缸嵌入锁销内部的紧凑型液压式风轮锁结构方案。对该方案中关键零件进行了详细设计,总结了一套该方案风轮锁设计及校核计算公式;运用Workbench验证了锁销强度和自锁性能,且在给定压力时能实现自由回退功能。(2)基于Visual Studio 2010开发环境,运用C#语言开发了液压式风轮锁参数化设计系统,包括系统方案和交互界面设计,风轮锁关键零件设计计算和校核计算程序的编写,并实现了风轮锁各零件的参数化建模以及自动装配功能。(3)使用Mooney-Rivlin模型作为液压式风轮锁密封材料的本构模型,运用Workbench建立了风轮锁密封结构的二维轴对称模型,并利用Karaszkiewicz公式验证了该模型的正确性;(4)研究了不同因素对密封性能的影响规律,结果表明:O型圈硬度为85时,预压缩率在10%~20%,工作油压在0~35MPa之间都能达到风轮锁的密封要求;同等条件下,随着温度的升高,接触压力和Von Mises应力均有所减小,且在风轮锁生存环境-45℃~50℃之间,能满足密封条件;随着沟槽半径增大,Von Mises应力先减小后增大,在1.5mm时效果最佳。在此基础上利用响应曲面法对密封结构进行了优化,得到了最优的密封结构,提高了密封圈的使用寿命。