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提出了一种基于元结构的数控机床结构优化设计方法。按照结构的功能要求和工艺过程对被优化结构进行分解,最终分解为若干元结构,对元结构进行组合获得结构的修改方案集;利用CAD或CAE软件提供的二次开发语言构建修改方案集的参数化的一般模型。根据可适应设计原则建立结构性能指标的综合评价函数,并将其作为优化目标进行求解。最后通过内齿轮铣齿机床立柱优化设计实例验证了该方法的有效性。