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针对摩擦焊机的加工精度的问题,以预焙阳极专用摩擦焊机主轴箱作为研究对象,应用有限元仿真软件ANSYSWorkbench对箱体进行静态与模态分析,得到箱体最大应力、应变及（1-4）阶固有频率和各阶模态阵型,对得到的结果进行分析得到主轴箱具有较好的动态性能。选择箱体总质量与最大变形量为优化目标,筋板厚度等4个关键尺寸为设计变量,使最大变形量减少了61.22%,并减轻了主轴箱的质量和最大应力。根据灵敏度分析提出了优化方案,为大型摩擦焊机主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。