本文以动力伺服刀架为研究对象,通过结合可靠性的相关知识、刚度退化相关理论和振动传递路径的分析方法对动力伺服刀架振动传递路径系统考虑变刚度前提下的可靠性分析、路径参数定量评估和稳健优化设计做了系统的研究。动力伺服刀架作为数控机床的关键功能部件,其结构系统在振动过程中必定会伴随刚度退化,通过将刚度累积损伤理论引入构建的振动传递路径运动微分方程,结合随机有限元法和可靠性的基本理论,推导出在考虑刚度退化条件下具有随机参数的振动传递路径系统的传递可靠度和其对随机参数均值和方差的可靠性灵敏度数学模型。刚度累积损伤理论的引入也同时将频率可靠性分析从频域分析扩展到了时域,从二维扩展到了三维,进而避免了可靠性分析的部分结果淹没在时域中。通过对伺服动力刀架进行数值分析,得到了动力伺服刀架系统在振动传递路径随机参数均值处的可靠度和其对各随机参数均值处的灵敏度随激振频率和时间变化的曲面图。结果表明刚度退化会引起频域内的可靠度及其对各随机参数的灵敏度变化趋势随时间发生偏移,这就可以有效地预防因共振区域随时间改变而引发的共振失效问题。另外,刚度退化引起系统性能在时域内产生变化,从而引起可靠度对各随机参数的灵敏度峰值随时间发生波动,且零时刻频域内的灵敏度峰值不一定是时域内极大值。对比分析可靠度对各个路径随机参数均值的灵敏度,通过对敏感参数优化,对动力伺服刀架振动传递路径系统进行了稳健优化设计,进而增强了系统稳定性。