Полуавтоматика затвора, в свою очередь, состояла из двух механизмов: открывающего с копирным устройством и закрывающего. Задачей первого из них являлось опускание клина (т.е. открытие затвора) при накате ствола. Второй механизм после экстракции стреляной гильзы и перезаряжания орудия производил обратную операцию, подготавливая систему к новому выстрелу.
Противооткатные устройства включали гидравлический тормоз отката и наката (кратко называемый просто тормозом отката) и гидропневматический накатник. Эти два узла закреплялись в обойме на казеннике орудия: слева - накатник, а справа - тормоз отката. При выстреле их штоки оставались неподвижными; откатные части ствольной группы составляли ствол, цилиндры накатника и тормоза отката, а также веретено последнего. Накатник заполнялся 13,4 л жидкости «Стеол М» (ее объем можно было контролировать визуально через смотровое окно) и азотом (разрешался также воздух) под давлением 63 атм. Интересной особенностью этого устройства являлся кран, задающий два режима действия - для стрельбы с поддона и с колес. В последнем случае торможение при накате было слабее, и сам накат происходил медленнее. Это требовалось для уменьшения сил, действующих на узлы колесного хода лафета, так как подрессоривание при стрельбе с колес не выключалось. Тормоз отката содержал 14,7 л жидкости «Стеол М» и оснащался компенсатором с подпружиненным поршнем, чтобы жидкость, увеличившаяся в объеме после разогрева при интенсивной стрельбе, не влияла на работу всего устройства (компенсатор принимал ее избыток). Нормальный откат составлял 910 мм, а его наибольшая допустимая длина - 950 мм.
Люлька представляла собой сварную конструкцию из двух отливок цилиндрической формы. Она укладывалась цапфами в гнездах верхнего станка орудия и сцеплялась своим зубчатым сектором с шестерней подъемного механизма. Внутри люльки помещался ствол, направляемый при откате бронзовыми вкладышами; для уменьшения трения между ними предусматривались четыре масленки. К люльке крепились штоки противооткатных устройств, кронштейны прицела и копира полуавтоматики, а также ограждение со спусковым механизмом. Своими опорами люлька упиралась во вкладыши колонок уравновешивающего механизма. Совместно со ствольной группой, противооткатными устройствами и прицельными приспособлениями люлька образовывала качающуюся часть орудия.
Схема действия противооткатных устройств Д-20.
Нижний станок (вид спереди).
Верхний станок орудия служил основанием для качающейся части. Он представлял собой литую деталь, закрепленную в цапфах нижнего станка. На нем размещались подъемный и уравновешивающий механизмы, кронштейн подшипника поворотного механизма и щитовое прикрытие (кроме нижнего откидного щитка). Верхний станок с качающейся частью вместе с перечисленными агрегатами, механизмами и узлами образовывал вращающуюся часть орудия.
Подъемный механизм был секторного типа, с передачей вращающего усилия от маховика к шестерне, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором люльки, посредством конической зубчатой и червячной пар.
Поворотный механизм - винтового толкающего типа, с шарнирно-вилочной передачей вращающего усилия от маховика на ходовой винт, ввинчивающийся или вывинчивающийся в матку, образованную кожухом и двумя гайками. Для облегчения работы наводчика поворотный механизм имел подрессоривание и тормозное устройство.
Уравновешивающий механизм - пневматический, толкающего типа. Он состоял из двух колонок, симметрично расположенных слева и справа от люльки, шарнирно закрепленной на верхнем станке траверсы, служащей опорой колонкам, вентильного устройства и механизма регулировки давления в цилиндрах колонок. Последние были связаны между собой и заполнялись азотом или воздухом; нормальное давление в них при максимальном угле возвышения составляло 62 атм. Для обеспечения нормальной работы уравновешивающего механизма в него заливали 0,15 л жидкости «Стеол М» с 20-50 г графита.
Нижний станок орудия представлял собой Т-образную сварную конструкцию и служил основанием для вращающейся части орудия. Внутри него размещались полуоси колесного хода и торсионы системы его подрессоривания. К нижнему станку шарнирно присоединялись две раздвижные станины; на нем также закреплялся круглый поддон, служащий в боевом положении опорой на грунт и обеспечивающий стабильность системы при ведении огня. В походном положении поддон откидывался вверх и сцеплялся с захватами люльки, тем самым закрепляя ствол при движении и разгружая подъемный механизм. Внутри траверсы поддона имелся гидравлический домкрат для перевода орудия из походного положения в боевое и обратно.
Раздвижные (в некоторых книгах их называли разводными) станины были одинаковыми, коробчатыми, сварными. Каждая из них имела приваренный к заднему концу зимний сошник, откидной летний сошник, реечный домкрат и подхоботовый каток. Внутри левой станины находился ресивер пневматического тормоза колесного хода, а в хоботовой части правой - розетка электрической цепи габаритных огней и стоп-сигнала. В походном положении станины сводились и фиксировались накидной стяжкой; на них размещались некоторые предметы из набора запасных частей, инвентаря и принадлежностей (ЗИП) к орудию. С помощью закрепленной между ними на специальных кронштейнах шворневой (в совр. правописании - шкворневой) балки пушка-гаубица сцеплялась с тягачом.