3.1.原始條件及設計要求
以初始簡化數控機床主軸結構為例，已知參數如下：Dmax（機床直徑最大值）為350 mm，P（主電機功率）為7.5 kW，nmin（**轉速）為 30 r/min，Ф（等公比）為 1.26，具體可以劃分為 12 級轉速，在機床運作過程中達到F（切削力）為15000N，采用 40Cr材料。因為考慮到最小壁厚及保證對主軸剛度不削弱的前提下，達到D分之d為 0.50~0.60，取值D分之d為0.55。
本次優化改進設計基于數控機床的主軸結構相關參數及規范基礎上，要求可以滿足一定約束條件下的數控機床加工精度，要求設計達到較好剛度，節省材料投入且主軸結構緊湊。
3.2.建立目標函數
依據上面本次優化設計主軸結構的具體要求，需要實現**化剛度、最小化體積作為主要目標，不僅要滿足主軸的傳統需求，還能夠降低主軸結構的整體質量，減小材料的成本投入。目標函數如圖下：
