本文以非标自动化设备设计与优化为背景,首先根据生产需求设计了一套用于提升100Gal釜式容器的升降机构,紧接着对其进行了静力学分析和模态分析,验证了结构设计的合理性,最后对主要的承载部分进行了有限元仿真分析与优化。本文综述了升降机构国内外的研究现状,以升降机构的可靠性、稳定性与轻量化为出发点,确定了升降机构的整体方案,以液压动力单元为驱动,不仅节省了空间,而且提高了设备的稳定性和负载能力;同时采用双高精度直线导轨作为导向,限制了3个转动自由度和一个平移自由度,确保了设备升降过程的精准性与稳定性;升降机构的主要执行元件为两个并行安装的液压缸,可以确保升降托架在举升过程中始终平行于地面,有效解决了部分单液压缸存在的托架平面倾斜,导致导轨卡死、异响等现象;最终综合确定了升降机构的设计最终方案,同时利用Solidworks三维建模软件建立了其三维模型。利用ANSYS Workbench建立了升降机构的有限元模型,并对升降机构进行了实际工况的仿真分析。在进行静强度分析时采用了六面体实体单元对升降机构进行了网格的划分,模拟了升降机构在实际工况下的应力、应变分布规律以及位移情况,进而找到了升降机构受力后变形的危险位置,紧接着采用多目标尺寸优化技术对机构相关零件进行了相应的优化设计,使得整个升降机构的质量降低了26.3Kg,轻量化效果显著。最后结合ANSYS Workbench中的Modal模块对托架、提升架及升降机构整体开展了模态分析,采集到托架和提升架在前面的八个等级特定的频率和相符的特定振型等动态特性参数,并分析了各阶模态下对升降机构工作特性的影响;采集到升降机构整体前3个阶段的动态特性参数,为改进升降机构的结构设计提供了方向依据,同时根据分析结果,对比设备主要运转部件的运转频率可知不会引起共振现象的发生,升降机构具有合理的动态性能。最终,综合初始设计和优化仿真确定了升降机构的最终构型以及相关具体设计参数,并试制了试验样机。