螺旋桨是轮船中必不可少的驱动部件,它的精度会影响到整个轮船的行驶,要想得到质量更好的螺旋桨就得使用可靠性、抗振性和稳定性更好的数控机床来加工螺旋桨。本文研究的是整体螺旋桨铣磨复合机床,其加工的螺旋桨叶片面积大,精度要求较高,在实际生产过程中应尽量避免机床发生变形或振动,因此,本文基于机床静动态特性分析结果与结构优化技术设计出一种综合性能更好的机床结构,改善机床加工质量,提高生产效率,节约生产成本。本文结合横向项目“整体螺旋桨铣磨复合机床控制系统及软件开发”课题,在ADAMS中建立了螺旋桨加工机床整机的虚拟模型,并对其进行相关的运动学、动力学分析,然后在ANSYS中对机床开展了静、动态特性分析以及机床零部件的结构优化。主要完成的工作内容如下:首先分析了螺旋桨铣磨复合机床的结构特点,应用了虚拟样机技术在ADAMS中对机床建立了简化的虚拟三维样机,并模拟机床实际运动过程得到数控机床的运动学、动力学性能,验证机床是否会发生运动干涉以及指导驱动电机的型号选择等。然后结合了有限元分析理论与机床加工螺旋桨时的实际工况,应用ANSYS Workbench软件对加工机床进行静力学分析得到了机床的位移变形云图以及整机的应力云图;在软件中对机床进行的模态、谐响应分析得到机床的主要模态及对应振型,还建立了模态测试系统对机床进行了相关模态实验验证了软件中仿真分析的准确性,通过这些分析结果,可以为机床薄弱环节的辨识提供参考依据。最后应用了ANSYS workbench中的优化模块对机床薄弱部件中的磨头杆、立柱及其底座进行结构参数优化,得到性能更好的机床结构,使得机床的加工质量提升,重量减少,还降低了机床的生产制造成本。