缠绕机是通过主轴的转动,带动主轴上缠绕盘的转动,使缠绕盘上经过张力夹线器和分线盘的纤维均匀缠绕在胶管管坯上的机械设备。缠绕机作为橡塑厂家常用的一种非标专用机械设备,自从上世纪60年代国外开始研制,到90年代也涌现了一批新的改进机型,特点是转速更快、效率更高,一直发展到现在已经比较完善。但进入21世纪以来,国内缠绕机的发展一直停滞不前。论文以此为背景,以一款国产小管径胶管化纤缠绕机为对象,研究了基于结构分析、受力分析和有限元静力学分析的缠绕机优化设计,并用模态分析和仿真分析加以验证。首先论文介绍了缠绕机的结构组成和工作原理,接着先对主轴部件进行受力分析;然后建立了国产原缠绕机主轴的三维模型,在施加均布载荷的工况下,对缠绕机主轴进行静力学分析,并提出了接下来的优化方向。其次针对缠绕机的主轴、箱体提出优化方案,再改进缠绕机的传动装置等;然后对优化后缠绕机主轴进行受力分析和静力学分析,并对优化前后的结果进行比较;且建立了优化后主轴箱体的三维模型,也对其进行了静力学分析。对缠绕机主轴部件进行了模态分析,提取其前六阶模态;通过有限元分析计算,弄清了缠绕机主轴部件的结构特点,找出其前六阶固有频率及相应的振型,比较了缠绕机的工作频率和固有频率,并对比了新旧缠绕机的模态分析结果。论文的最后,对缠绕机进行仿真分析,先设置缠绕机的仿真环境,并建立缠绕机的仿真模型,然后实现运动仿真;最后对仿真结果进行了分析,验证了之前的工作。本文借助三维建模软件SolidWorks、有限元分析软件ANSYS和仿真分析软件ADAMS对小管径胶管化纤缠绕机进行了优化设计,主要改进了主轴部件的结构,从而提高了缠绕机的工作性能,可以为类似机械设备的设计研究提供一定的参考依据。