本文介绍了国内外12.7mm重机枪的研究现状和发展趋势，对已经设计定型的89式12.7mm重机枪的结构动力进行了详细地分析，并提出了优化方案。 应用经典内弹道学，自动武器气体动力学，自动武器动力学以及多自由度刚体动力学等理论知识，对机枪的单发和连发发射自动机工作过程进行了详细的分析，建立了机枪三自由度运动数学模型。 在数学建模的基础上，编写了12.7mm重机枪动力学仿真与优化计算软件。通过友好的人机交互式界面，可以方便快捷地分析出改变各参数对系统运动特性的影响。为了直观地反映出机枪的内弹道过程和主要部件的运动情况，将计算结果以数值或曲线的形式输出。 本文还对计算结果进行了分析，为优化计算提供理论依据。给出了导气孔直径，机框质量等十一个参数单独变化对自动机运动的影响，从中找出设计变量，确定约束条件。最后以气室最大压力为最小和枪身最大后坐速度为最小作为优化目标，建立目标函数，进行多目标优化设计，运用复合形法进行优化计算，给出了优化计算结果。为今后该枪性能的进一步改进提供有用的参考。