机床是包含多个支承件和结合面的设备,其内部的刚度、阻尼、质量共同组成了复杂的系统,研究不同零部件之间的静、动刚度匹配关系,可以为机床结构的设计和改进提供指导。本文以平床身卧式车床为研究对象,以子结构模态综合法为理论基础,结合模态试验和有限元仿真,对该车床进行动态特性分析和理论建模,并提出针对机床结构的刚度匹配设计方法。论文主要工作内容如下:（1）基于模态试验的车床结合面切向刚度估算方法根据车床在实际工作中的受力和振动表现,将其结构和运动进行合理的简化,建立集中质量模型。将车床整机模态试验得到的固有频率和静力学仿真得到的床脚刚度代入方程,根据整机试验模态的固有振型排除干扰项,求解出结合面切向刚度的范围。（2）车床子结构模态综合法建模在车床整机和床身模态试验的基础上,将整机质量分布离散为若干集中质量,各部件和结合面的刚度简化为连接各集中质量的弹性杆。将整机分为三个子结构进行单独分析,并运用子结构模态综合法推导出整机的运动微分方程。（3）车床各主要结合面切向刚度的识别与法向刚度的计算将结合面刚度的识别视为优化问题,以模型计算得到的固有频率逼近试验值为目标,根据（1）中的结论限制参数范围,采用遗传算法识别了各结合面的切向刚度。基于分形理论和MB模型,推导了同一结合面无量纲法向刚度与切向刚度的关系,根据各结合面切向刚度求解了对应的法向刚度。通过在整机有限元模态仿真中引入虚拟材料层来检验结合面刚度,证明车床的子结构法建模以及对结合面刚度的识别与计算结果是正确的。（4）机床刚度匹配方法研究明确了机床刚度匹配的概念和内涵,分别从提高静刚度、提高固有频率以及提高动刚度三个方面具体阐述了机床刚度匹配的原理,并证明机床的动刚度与其固有频率正相关,因而将整机固有频率作为衡量机床动态性能的主要指标。以车床子结构法模型为工具,研究整机固有频率对其各部件质量、部件刚度和结合面刚度的灵敏度,具体讨论了对该车床进行刚度匹配时应着重协调的关键刚度和质量环节。（5）基于机床刚度匹配方法的车床结构优化根据刚度匹配的思想选取车床整机性能优化中的关键部件及其改进方向。以提高子结构静刚度为优化目标,根据整机固有频率的预测值设置约束条件,对车床整机展开动、静刚度综合优化,证明了机床刚度匹配方法的有效性。