在汽车中冷器制造的过程中，对气室与散热芯子进行焊接是必不可少的一道重要工序。在我国大部分的汽车零部件制造业中，焊接这一道工序还处于传统的手工焊作业状态，极不利于企业在同行业内的市场竞争，因此企业引入焊接机器人来完成这一道工序迫在眉睫；那么开发一款与机器人配合并适用于汽车中冷器的焊接变位机就显得尤为重要。　　本课题在分析确定设备的功能需求以及工作原理后，根据中冷器焊接变位机的设计要求，提出焊接变位机整机的设计方案，根据提出的设计方案计算各零部件的尺寸以及完成外购件的选型计算，最后运用三维软件Solidworks对整个中冷器焊接变位机的结构进行实体建模、装配。　　在MATLAB软件中运用五项多项式差值方法拟合中冷器焊接变位机的驱动函数，将得到的平稳驱动函数作为虚拟样机的驱动条件；应用仿真软件ADAMS对构建的中冷器焊接变位机简化模型进行模拟焊接变位机在实际工作中的运动状况，亦即运动学与动力学的分析；通过仿真分析得出焊接变位机在工作过程中对应的角速度与角加速度、约束力与约束力矩、驱动力与驱动力矩的变化曲线。通过输出的角速度及角加速度曲线可知中冷器焊接变位机在工作时处于平稳状态，无冲击现象；通过输出的驱动力、约束力以及力矩，验证设计时选取的电机、减速器是否满足，同时可以知道中冷器焊接变位机在何种工况下处于最大的约束力并将此载荷导出，为后续的静力学分析提供依据。　　为了分析中冷器焊接变位机在实际运行中自身的固有频率是否会发生共振现象以及在不同位置出现的最大应力和最大形变，本文运用ANSYS软件对简化模型的焊接变位机在4种不同位置下（0°，90°，180°以及约束力最大时）进行分析，可得到各自不同的应力以及形变，得出中冷器焊接变位机存在最危险的位置以及最大的形变量，通过结果的对比分析可以得到最大应力出现在中空芯轴上，且最大的应力为51.71MPa；最大型变量出现在支撑臂端部，最大形变量为0.579mm，二者均符合中冷器焊接变位机的设计要求，这也为下一章的拓扑优化作铺垫。　　根据上一章的计算结果，对中冷器焊接变位机的支撑臂进行拓扑优化分析，旨在改善焊接变位机整机的性能。在ANSYS中应用功能密度法对支撑臂剔除20％、40%的体积进行对比，可以确定改进的模型；通过优化的结果得出两种优化设计方案，按照方案设计出来的支撑臂再构建成中冷器焊接变位机简化模型，在ANSYS软件分析其模态以及静力学；得出的结果与最初设计的模型作对比分析，可以得出方案二的优化结果更合理，其质量减轻了24.99%,强度增加了11.1%，最大变形量为0.738mm，但仍然在允许的变形量范围内。　　最后主要解决中冷器焊接变位机的使用寿命期限问题，通过分析中冷器焊接变位机承受最大应力的零部件（中空芯轴）的疲劳寿命，以此来反应整机在实际应用中的使用寿命。将名义应力法和Miner疲劳损伤理论结合，计算出中空芯轴的S-N曲线，将计算得到的数据输入ANSYS的数据库，定义中空芯轴的约束条件，导入ADAMS的驱动输出载荷，添加输出分析的结果，最后求取得到焊接变位机中空芯轴的安全系数以及疲劳寿命。通过输出的结果与中冷器焊接变位机的使用年限要求以及安全系数作对比，可以得到设计的中空芯轴的使用是安全可靠的。