针对一种新型的空间相机单极主轴承结构，采用波像差灵敏度模型和综合仿真分析两种方法，实现了光学机械结构轻量化设计中系统波像差的评估，以保证机械条件下的成像质量。提出的波像差灵敏度方法可以基于波像差的线性关系和错位进行建造，这对于在相机成像质量约束下指导光学和机械结构的优化设计具有重要意义。首先，基于光学系统的失调原理，推导了光学元件失调和系统波像差的灵敏度模型。然后，采用有限元方法计算机械条件下的节点位移，并基于最佳拟合方法计算主节点和次镜节点的失准。对失调系统进行光学分析，以获得系统的波像差。最后，针对5kg级空间光学相机，采用本文提出的两种方法进行建模和分析，并进行了相应的重力条件分析和试验。与于光-machine集成软件仿真相比，灵敏度分析方法为16.8%。该方法可用于设计阶段系统成像性能的快速评估。