机床作为制造系统的基本单元，其功能是按照规定的生产节拍，加工符合精度要求的零件。因此，机床的加工精度是机床产品研发的出发点与目标。在切削载荷与驱动和执行机构的非平衡惯性载荷等激励作用下，机床将产生振动，并可能严重地破坏加工精度、降低加工效率。因此，实现机床加工精度的关键在于，通过动力学设计保证机床结构的动力学品质（抗振性），将刀具与工件的相对振动控制在加工精度所允许的范围内。目前，由于缺少有效的动力学设计方法，动力学理论在机床设计中的作用多限于动力学分析，及基于动力学分析的有限优化，未能尽其功效。为了应对机床精密化的发展需求，及由此对机床结构设计提出的挑战，本文提出并研究计及工艺系统的机床结构动力学设计方法。论文主要研究内容和成果如下：1、基于机床-工具-工件工艺系统动力学模型，描述动态切削载荷与驱动和执行机构的非平衡惯性载荷等激励下的动态切削加工过程，揭示系统在受迫振动状态下机床-工具-工件交互作用，使机床在各种动态力的作用下，将刀尖点相对位移映射为机床动力学性能指标。2、在机床结构中引入分布密度（可变密度），对结构离散化，建立与密度分布相关的机床结构动力学模型；基于动力学模型，以机床动力学性能为约束，以轻量化和基频最大化为目标，优化机床结构质量分布，考虑到约束和机床的装配关系及机床的工艺性，得到机床结构原型设计。3、在机床结构原型的基础上，建立插齿机主要部件的有限元参数化分析模型，通过对质量、固有频率结构动态性能的灵敏度分析，提取影响该插齿机结构动态性能的关键尺寸参数，作为整机结构优化的设计变量。4、通过对YKW51250型插齿机实验测试结果及其与结构有限元分析的对比，验证该类插齿机结构有限元模型和建模规程的合理性。5、以动态性能分析提取出的关键尺寸变量参数作为插齿机结构优化变量,建立参数化有限元分析模型；依据尺寸变量和试验结果，采用响应面法建立插齿机关键部件固有频率及质量的近似模型；以结构轻量化和固有频率最大化为目标，以主机结构关键变量尺寸上、下限为约束，建立插齿机结构多目标优化模型；求解该多目标优化模型，获得满足高性价比的插齿机结构设计方案。本文研究的计及工艺系统的机床结构动力学设计方法，虽然其具体对象是插齿机床，但就其理念和原理而言，也适用于其它制造装备设计，具有一般性意义。