近几年我国平板显示产业保持继续增长，平板显示产业的发展带动了其制作所需原材料发展，玻璃基板是平板显示产业的关键材料之一，是构成平板显示器件的一个基本部件。保证玻璃基板清洁至关重要，超声波干式清洗机不可或缺。本文以超声波干式清洗机为研究对象，首先分析了超声波清洗玻璃基板的原理。然后在学习机械设计等理论的基础上，采用SolidWorks、ANSYS等软件完成了对清洗机机械系统的设计及优化。最后对清洗机进行生产试制，并对清洗机的清洗效果进行了测试。具体的研究内容及结论如下：（1）对清洗机的超声波干式清洗原理进行分析。首先阐述了固体表面微粒附着的原因，并分析了附着微粒的受力情况，建立了力学模型。清洗头包括超声波腔和真空腔，超声波腔发出的超声波克服尘粒的粘附力，使尘粒以拉升、滚动及滑动三种方式从玻璃基板表面脱离，然后真空腔把尘粒吸走，达到清洁的目的。（2）对清洗机的机械系统进行设计。首先根据清洗机要实现的功能，进行了总体方案设计。然后依次从动力系统、传动系统、执行系统和支撑系统进行了具体设计。动力系统选择了伺服电机作为动力源，并对选择的电机进行了分析校核；传动系统选择了齿形同步带传动方式，并对同步带及带轮进行选型计算。执行系统设计了支撑玻璃结构，确定了台板的运动方式。支撑系统的机架则根据整个机械系统的要求设计了合理的结构。（3）运用ANSYS有限元软件对机械系统的关键零部件进行了有限元分析计算。主要分析研究各个零部件机械结构的强度和刚度，分析结果表明，各个零部件机构都能满足设计要求。还对玻璃支撑结构能否满足玻璃基板的变形要求进行了有限元分析，结果表明，被支撑的玻璃基板完全能满足玻璃变形不超过5mm的要求。（4）以质量为优化目标，用Workbench中的Design Explorer模块对清洗机的机架进行了结构尺寸优化。优化结果表明，在满足刚度、强度的前提下，当选择方形截面钢的壁厚为4mm时，质量减少了23%，节省材料与成本。最后对清洗机进行了样机生产，并对清洗效果进行了实验测试。结果表明，所设计的超声波干式清洗机完全能满足工艺使用要求。