Решение проблемы создания надежной трансмиссии для передачи повышенной мощности двигателя и облегчения управления при движении привело к организации и проведению институтом всесторонних теоретических и экспериментальных исследований механических, гидравлических и электрических силовых передач. В результате были разработаны первые отечественные ГМТ, в которых использовались гидротрансформаторы, планетарные передачи и фрикционные элементы с металлокерамическими дисками, работающими в масле.
Отрабатывались методы испытаний трансмиссий и их элементов. Была изготовлена экспериментальная ГМТ, которая испытывалась на опытных тяжелых танках, созданных институтом совместно с ЛКЗ и ЧТЗ.
Трансмиссии с бортовыми планетарными коробками и фрикционными элементами применяются в настоящее время на всех серийных танках, а гидротрансформаторы — в трансмиссиях новых ВГМ различных категорий по массе.
Ресурс гусениц танков Т-54 и Т-55 в абразивных условиях был низким и составлял 1000–1500 км. В результате проведения НИОКР совместно с Уральским вагоностроительным заводом (УВЗ) в институте была разработана технология борирования пальцев гусениц, что обеспечило повышение их ресурса в 1,5–2 раза. В дальнейшем для средних и основных танков разработаны резинометаллические шарниры гусениц с ресурсом 5000–8000 км.
Для повышения параметров плавности хода машин требовалось, в частности, существенное увеличение динамического хода опорных катков и, как следствие этого, допустимых касательных напряжений в торсионных валах. Проведенные институтом НИР позволили поднять уровень допустимых напряжений с 7800 до 11800 кгс/см² и увеличить динамический ход катков со 120 до 160 мм на танках Т-55 иТ-62.
В результате совместных работ института, ВНИИстали и Харьковского КБ машиностроения (ХКБМ) допустимые напряжения были повышены до 13250 кгс/см² путем заневоливания торсионных валов и применения стали 45ХНМФА электрошлакового переплава, что позволило увеличить динамический ход опорных катков основных танков Т-64, Т-72, Т-80 и их модификаций до 250–365 мм.
В 1950-е гг. в институте формируется тематика работ по защите танков от кумулятивных средств поражения, создаются бортовые экраны, комбинированная броня с керамическим наполнителем. Проводятся совместные исследования с ХКБМ, Уральским КБ транспортного машиностроения (УКБТМ), ЛКЗ, 38 НИИИ БТ МО, Физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе и ВНИИстали, разрабатываются и испытываются опытные образцы броневой защиты. Начиная с 1958 г., институт становится центром исследовательских работ по созданию комбинированной брони.
В конце 1950-х гг. институт в тесном контакте с организациями МО начал активно участвовать в формировании перспективной системы вооружения Сухопутных войск, вести поиски путей дальнейшего развития танков и создания нового типа бронированной машины — боевой машины пехоты (БМП).
В соответствии с постановлением Совета Министров СССР от 12 августа 1955 г. начался новый этап работ по созданию перспективного поколения тяжелых танков на ряде заводов отрасли. Институтом совместно с ЛКЗ был разработан тяжелый танк высокой проходимости. На нем была установлена 130-мм высокобаллистическая пушка, 2-плоскостной стабилизатор пушки, полуавтоматический механизм заряжания. Были применены новые прогрессивные решения: 3-скоростная ГМТ, мощный и надежный дизель, эжекционная система охлаждения, броневой корпус из четырех литых блоков, литая башня, 4-гусеничный движитель, уникальная гидравлическая подвеска. Совместно с ЛКЗ были изготовлены два опытных образца с частичным использованием узлов танка Т-10. Полная масса объекта составляла 60 т. Испытания показали существенное повышение проходимости по грунтам с низкой несущей способностью.
В это время судьба танков, вследствие известной позиции Н.С.Хрущева, «висела на волоске». Сохранение танков в системе вооружений Советской Армии отстаивали видные военачальники. В результате возникла идея иметь один основной танк, соединяющий в себе характерные черты массового среднего танка и предельно высокие характеристики тяжелого.
В феврале 1961 г. МО выдало ХКБМ тактико-технические требования на создание перспективного основного танка, полностью соответствующего условиям применения тактического атомного оружия. Разработка танка проводилась быстрыми темпами, и уже в октябре 1962 г. опытный образец танка Т-64 показали руководителям страны.
В конструкции танка было заложено много новых технических решений, не имевших аналогов ни в отечественном, ни в мировом танкостроении. Процесс его доводки и освоения в серийном производстве потребовал больших усилий ХКБМ, института и других организаций. Практически все основные узлы и системы требовали доработки.
Отсутствие заводских полигонов и малочисленность испытателей привели к тому, что специалисты института все чаще стали привлекаться к ходовым испытаниям танков.
Практика привлечения бригад специалистов института на все виды испытаний существенно расширилась, а директор и его заместители назначались в руководящий состав всех последующих межотраслевых комиссий.
