随着工业的发展和社会需求增加，对三辊卷板机的卷板能力及性能都提出了更高的要求，大型化、精度化的问题成为了卷板机的研究发展方向。目前，我国的冷卷板厚在250～300mm级别的重型卷板成套设备在国内尚属于摸索阶段，随之带来的大型水平下调式三辊卷板机的结构设计和优化的问题成为了有待解决的问题。本论文在山西省重大科技项目的支持下，通过对长治锻压公司设计制造的冷卷板厚250～300mm的大型水平下调式三辊卷板机为参照，对卷板机的结构进行分析和优化。根据长治锻压公司提供的结构和参数，计算出卷板机在预弯情况下各个工作辊以及支撑架的受力情况，推算出箱体、床体等结构的受力情况；用PRO/E软件建立各部分结构的三维模型，将卷板机的小支架支撑箱体导入WORKBENCH软件中，对其进行静力学分析，对小支架支撑箱体的薄弱环节依次进行合理改进；用PRO/E软件建立的床体三维模型，导入WORKBENCH软件进行静力学分析，提出三种改进方案，在同样条件下对三种方案进行对比选取出最佳方案，并对其进行模态分析，结合静态分析结果，以床体轻量化设计为准则，在不影响床体的应力与变形的情况下，再次对床体结果进行优化设计；建立托辊的三维模型，导入WORKBENCH软件进行有限元分析，根据托辊的受力情况，对托辊进行参数化处理；最终将改进后各结构的模型进行装配，完成卷板机的整体装配模型，运用WORKBENCH软件对卷板机的结构静力、动态分析。通过以上的计算与分析：指出了卷板机小支架支撑箱体、床体、托辊设计的不合理之处。通过对不合理之处的结构改进，得到了符合设计要求的静态、动态特性结构；对床体的优化设计，达到了轻量化的目的；对托辊的参数化处理，筛选出托辊在最优变形和应力情况下对应的参数最优尺寸；最终对卷板机整体结构的分析，验证了各个结构设计的合理性。