一种基于径向基函数代理模型的提升机天轮轻量化设计方法，属于大型矿井提升机天轮的轻量化设计领域。首先，以大型矿井提升机的天轮为研究对象，根据有限元法，计算出正常工况下天轮应力分布及幅值，并通过现场的实验数据对有限元模型进行验证分析；然后，在应力分布较为集中的轮辐工艺孔处定义八个结构参数为设计变量，选取样本点建立天轮径向基函数代理模型，以天轮质量最小为目标、天轮等效应力幅值为约束，对天轮进行轻量化设计；最后，将优化后的天轮三维模型进行有限元分析，对优化的精度进行验证。本发明计算结果准确性高，能够实现天轮的轻量化设计，单个天轮在经过优化后质量减少5.82％，等效应力幅值减小0.41％。