随着机床行业向着高速度、高精度加工趋势的快速转变,机床的结构优化在国内机械行业内引起了广泛的关注。主轴箱是机床系统中十分重要的部分,因此对主轴箱进行静动态特性分析以及结构优化就显得非常必要。　　本文应用有限元分析软件HyperWorks建立主轴箱系统有限元模型,并对主轴箱结构(箱体)进行静力学分析,对主轴箱系统进行模态分析,依照得出的分析结果对主轴箱结构进行拓扑优化和尺寸优化设计。为了便于加工,需要进行可造化处理,得到符合要求的轻量化模型。本文研究内容如下:　　1、介绍课题的研究背景以及国内外研究现状,阐述了目前龙门铣床主轴箱存在的问题,给出本论文的研究意义和主要研究内容。　　2、利用SolidWorks软件对主轴箱系统进行三维建模,在有限元理论的基础上,应用HyperWorks分析软件建立有限元模型。为后续的静动态特性分析打下坚实的基础。　　3、对主轴箱结构进行静力学分析,校核刚度和强度,对箱体结构的安全性进行分析。得出在刚度方面,总变形位移为2.11e-02,变形结果在可接受的范围内,满足刚度要求。在强度方面,箱体主轴的支撑轴承处最大应力为13.6MPa,满足强度设计要求。　　4、通过模态分析计算出主轴箱系统1至8阶的固有频率和振型,并对其在危险工况下的共振性进行分析。得出主轴箱系统一阶固有频率为157.38HZ大于外部激励120 HZ,避开了外部激励频率的影响范围,主轴箱的动态特性是满足设计要求的。　　5、应用拓扑优化和尺寸优化两种优化分析方法,对主轴箱结构进行以减重为目标的优化分析。根据优化结果进行可造化处理,并对模型进行可靠性验证。　　6、对全文进行总结,对后续工作进行展望。