放射治疗模拟定位机是肿瘤放射治疗中不可缺少的重要设备之一。本研究主要是对模拟定位机的关键部件-支臂部件、准直器井线、准直器防碰装置进行研究和优化设计,从而有效提高模拟定位机的工作精度，提高设备使用的安全性能。　　支臂部件的刚性变形会影响整机的等中心精度值。本文采用Solidworks自带的SimulationXpress有限元分析插件分析支臂的受力变形，在现用支臂部件的基础上，通过软件的分析计算，来检验支臂的强度和受力变形情况。在此基础上，提出一些改进措施，优化设计支臂的框架结构，减少支臂的变形，增加抗应变的能力。　　准直器部件是模拟定位机的核心组件。临床大夫依靠准直器井线的投影对肿瘤进行皮肤定位，作为下一步放射治疗的依据。目前的模拟定位机井线传动机构存在运行不可靠，定位精度不准确的问题。本文首先对此机构进行研究，针对存在的问题提出几种方案，对各种方案进行对比分析。然后使用MATLAB优化工具对蜗轮蜗杆进行优化计算，经过优化计算，蜗杆头数变为1，模数减少到0.6，蜗轮齿冠体积减少了30％左右，充分显示出优化设计的应用价值。　　准直器防碰撞装置位于准直器下方，其作用是防止与准直器正面相撞的治疗患者或物体，但有时也可能是侧面或其他方向的碰撞。需要设计一种机构，感受来自各个方位的碰撞，及时停止机架转动，保护设备和病人的安全。本文将根据设计要求，设计一组防碰撞的构件，同时利用 MATLAB优化工具包对弹簧进行优化。