随着可利用土地资源的日益减少，建筑的高空化是未来建筑发展的必然趋势，塔式起重机作为大型高空建筑的一个必不可少的建筑机械，将承担越来越大的作用。塔式起重机的回转齿圈位于塔式起重机的回转体部分，在其使用过程中经常出现的机械故障里，回转齿圈的损伤占了很大一个比例。齿圈作为承载载荷和传递动力主要承担者，影响塔式起重机的工作性能和稳定性，通常回转齿圈的维修就是更换齿圈，经济性低，并且齿圈制造周期长，因而回转齿圈的优化设计在塔式起重机工程应用中非常有意义。有限元软件ANSYS Workbench是一个多用途的有限元法微处理机设计程序，广泛应用于机械领域，用它来对齿圈工作进行接触分析、模态分析和疲劳分析，再由得到的数据进行以及优化设计，达到齿圈的最优设计，减少齿圈工作过程中的损伤，提高回转机构的工作性能。本课题研究的主要内容主要是利用当前作用最强大的三维空间建模软件CATIA对回转齿圈机构进行了详细的实体化建模，再将模型导入有限元软件ANSYS Workbench中，对塔式起重机回转齿圈进行静力学齿根弯曲分析和齿面接触分析，着重研究了回转齿圈的工作状况，计算了齿圈的受力情况，在模型网格划分方法和方式等细节上都做出了仔细的比较，得出了齿根弯曲分析和齿面接触分析的应力—应变云图，对传统的齿根弯曲强度校核和齿面接触强度校核都做出了参考价值。课题还对回转齿圈结构进行了模态分析，得出了各阶的主振型和频率，根据阵型图的分析，提出了回转机构各方向上的应变大小及应变趋势，这些对避免回转机构的共振也是有指导意义的。最后，依据齿圈齿根弯曲强度对回转齿圈进行了优化设计，针对回转齿圈齿根部应力最大，最有可能发生损伤的状况，采用了一种最佳过渡圆角计算方法，得出了回转齿圈的最佳过渡圆角半径。通过改变齿圈齿根圆过渡半径的大小，利用ANSYSWorkbench对一组齿根过渡圆角进行分析验证，确定了计算方法的准确性，得到一个比较好的齿根圆过渡半径，从而达到优化目的。