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在设计机床的主传动非常规变速系统时，首先利用传统优化设计方法求出理想解和多个合理解，然后再把其作为一个灰色系统，利用灰色系统理论中的灰色聚类方法，对多个合理解按满意程度进行排列，其结果可为普通机床的设计、开发提供更趋于实际的理论依据。介绍利用灰色聚类方法开发金属切削机床重复转速的主传动非常规变速系统优化设计的总体结构、功能和方法。设计的系统具有界面友好、操作方便、易于理解的特点。