连续驱动摩擦焊技术以其高品质、高效、节能、无污染的特点,被广泛应用于航空、航天、核能、海洋开发、汽车等领域。基于传统经验设计的连续驱动摩擦焊机存在着机械设备静、动态特性差等缺点,难以满足目前的生产制造需求,因此迫切需要设计制造性能更加优良的摩擦焊机。本文设计了一台最大顶锻力为250KN的连续驱动摩擦焊机,对其进行了计算及模拟仿真分析,并根据分析结果对关键零部件进行了优化设计。具体研究内容如下:1)结合摩擦焊原理及设计要求,确定了连续驱动摩擦焊机整机总体结构、设计参数和设计指标,对驱动单元进行了设计计算,之后建立了C-25D连续驱动摩擦焊机三维模型。2)基于静、动力学理论对摩擦焊机关键零部件和整机进行仿真分析,得到了关键零部件和整机的强度和刚度仿真分析结果。静力学分析结果表明,整机模型中主轴组件的变形不满足设计指标,床身和主轴箱是整机刚性的薄弱环节,需要进一步优化以提高整机的刚度;动力学仿真分析结果表明,摩擦焊机的动态特性良好,能够满足设计指标要求。3)根据静力学仿真分析结果,首先对移动夹具进行了拓扑优化设计,优化后移动夹具质量降低了8.1%,实现了轻量化设计,然后采用灵敏度分析方法,确定了床身和主轴箱的关键尺寸,并对其进行了多工况尺寸优化设计,优化结果表明,在摩擦生热阶段主轴组件X、Y、Z方向的最大变形分别为0.029mm、0.072mm和0.188mm,分别降低了19.4%、21.7%和9.1%;在顶锻阶段的最大变形分别为0.058mm、0.144mm何0.377mm,分别降低了19.4%、22.1%和8.9%;优化后的整机质量为4.455t,较优化前的4.522t降低了1.4%,达到了设计指标要求。4)试制了C-25D连续驱动摩擦焊实验样机,在焊接状态下对样机进行了变形测量实验和应力测量实验,验证了仿真结果的准确性,然后测试了焊接产品的精度和力学性能,证明了优化方法对焊机结构静态特性的提高行之有效。