现代工程设计与分析要求运用快捷、有效的手段。有限元分析方法及结构优化等技术的应用对缩短产品开发设计周期、降低产品制造成本、增强企业竞争力具有重要的意义。本文结合一台加工大型螺旋锥齿轮数控铣床的有关工作,利用有限元分析软件ANSYS对螺旋锥齿轮数控铣床的主要结构进行了静力学分析和模态的分析,并最终得出结构优化方案。本文的主要工作如下:运用三维建模软件Solidworks对螺旋锥齿轮数控铣床的主要零部件主轴箱、床身建立三维模型。通过ANSYS有限元分析软件进行静力学分析,直观展示了结构的应力场和位移场,分析了结构的强度和刚度;对主轴箱结构和床身进行了模态分析,获得了主轴箱和床身的模态参数(固有频率和振型),对两种结构进行了动态性能分析,并结合静态分析综合评价了结构的力学性能。静态分析与模态分析结果表明,主轴箱、床身能够满足强度要求。主轴箱结构安全系数较大设计过于保守,而床身的动态性能有待于改善。静态分析与模态分析为结构优化设计和动力改进打下了基础。本文在保证螺旋锥齿轮数控铣床主轴箱良好动态性能的基础上,通过结构优化的方法对主轴箱进行优化设计,获得了主轴箱以轻量化为目标的设计结果。通过对床身薄弱环节肋板尺寸的调整提高了床身的动态刚度,改善了床身结构的动态性能。