具备较高的加工性能,是机床制造业在竞争日益激烈的当今社会中赖以生存的法宝。机床的制造,不仅要求其成本低、质量轻和使用方便,还要求具有良好的静动态刚度、动态特性、加工工艺性和精度保持性,为了最大限度地获得经济效益,应在机床的设计过程中,对其结构进行有限元分析和优化,以便及时准确地发现其薄弱环节,进而实现机床的动态设计和优化,确保投入生产的方案是最佳方案。主轴箱系统是机床的重要组成部分之一,其自身的性能直接影响着零件表面成形运动轨迹的准确性,这对机床整体的加工精度影响甚大。因此,对主轴箱及其关键零件进行有限元分析和优化是很有必要的,本文以φ630球面车磨床主轴箱系统为研究对象,用有限元的方法研究其结构特性,以期提高整个机床的抗振性和稳定性。在对主轴系统建立有限元模型的基础上,通过线性静力分析得出其应力和应变图。通过模态分析得到前六阶固有频率和相应振型,并在此基础上进行谐响应分析,得到可以显示变形量分布情况的变形图。对主轴箱体内的一对啮合齿轮副实体建模并进行接触分析,并将得到的分析结果与用传统计算方法的计算结果做比较,以此验证有限元方法的可行性和优越性。最后对主轴箱体进行模态分析,得到前六阶固有频率和相应振型,在此基础止,对其进行拓扑优化设计,对二次设计后的主轴箱体再次进行模态分析,得到结构改进后主轴箱体模态与改进前的比较结果。通过对主轴箱及其关键零件的有限元分析,找出其结构上的薄弱环节并对此进行相应的评估和改进,为其他零部件特性以及整机的特性分析与设计奠定基础。