当球磨机正常工作时,由于介质球与筒体之间存在摩擦力,介质球会沿着筒体内壁向上爬升,到达一定高度后以一定的速度抛落而下,进而撞击在物料上以致对物料产生粉碎作用,同时在随后的摩擦滑动过程中主要对物料起到磨削作用。本文以实验室用球磨机作为研究对象,在建立三维有限元模型的基础上,分别从静态和动态两个方面对其进行研究分析。通过对球磨机介质球的运动规律的计算分析发现,介质球做抛落运动的脱离角α跟球磨机的转速有关,而且脱离点的位置随着球磨机的转速变化而改变,落回角的大小跟脱离角的大小是成正比的。通过对球磨机筒体以及其装配体的静力学分析,得出在惯性载荷和外载荷作用下的等效应力应变和最大剪切应力应变,筒体装配体静强度满足使用要求。通过模态分析得出筒体前8阶固有频率和扩展振型特征,进而发现球磨机的工作频率远离共振区;利用有限元分析软件ANSYS和接触碰撞分析软件LS-DYNA对筒体内壁的冲击磨料磨损过程进行了仿真分析计算,通过计算结果分析验证了冲击磨料磨损的特点,根据材料的力学特性分析了材料可能会发生的碰撞变形;利用ANSYS LS-DYNA对筒体内壁和介质球进行了摩擦接触分析,分析计算出了筒体内壁所受的摩擦接触应力和筒体内壁的滑动变形情况;通过Workbench进行筒体壁厚的参数化优化分析,在满足使用条件的前提下,减小筒体的厚度,减轻筒体的质量,降低成本。