随着人类对暗弱目标观测需求的提高,对望远镜口径的需求也越来越大。三镜是直接参与望远镜光学系统成像的重要元件,其面形精度是影响望远镜成像质量的关键因素之一。本论文针对4m级望远镜项目,研究设计了其中的三镜组件。4m望远镜是部门承担的最大口径的望远镜,三镜长轴的尺寸将达到500mm。研究设计的目标是保证三镜在工作时保持良好的面形精度、定位定向误差、系统刚度和焦点转换时的效率。对国外技术领先的大口径地基望远镜和其三镜系统进行了调研与总结;研究了镜子支撑的基础理论和面形评价方式,分别以镜面面形误差的Slope RMS值和RMS值为目标函数优化了支撑点的位置,计算得到了最优镜面面形的Slope RMS误差值为4.05?rad,镜面面形的RMS误差值为1.96nm。依照对4m望远镜三镜初步分析和计算的结果,底支撑方案选用6点whiffletree结构,侧支撑方案选用中心膜片结构,然后利用有限元软件HyperMesh和Ansys进行联合仿真分析。对柔性支撑中的底支撑杆的直径和侧支撑膜片的厚度进行的优化,得到最优的支撑杆径直为2mm,最优膜片厚度为1mm。并对所设计的支撑结构进行了动力学分析,并以LMS模态分析仪为依托,以实验室现有的条件进行了实验。根据主系统对三镜运动和调整的要求,设计了三镜的二维调整组件和转台。二维调整组件的作用是方便后期的装调,选取柔性铰链作为俯仰调整的回转中心。转台的作用是满足望远镜系统的焦点切换能力,选取力矩电机作为驱动元件。利用谐波分析法分析了三镜转台的角晃动量,在设计允许范围之内。