分析了复合式脂润滑分子泵高速轴系的力学性能，进行了分子泵高速轴系优化设计。本文以CG-250/1600 型复合分子泵作为原型，优化改进了轴承支承跨距和轴系刚度，采用有限元法对比分析计算了高速轴系优化设计前后的动静态力学性能，得到转子系统工作转速内的所有临界转速和模态阵型，并对两种结构进行了试验验证。结果表明：试验结果和理论分析基本一致。优化后，转子系统临界转速小幅变化，幅频特性基本不变，启停过程更平稳，初始不平衡响应振幅明显下降，减小了共振带来的安全隐患，同时极大地降低了转子系统动平衡的调试难度。