真空波荡器(In-vacuum Undulator)是第三代同步辐射光源及自由电子激光装置中的关键设备,其机械系统精度对磁场性能有很大影响,特别是承载磁体的外大粱的下表面位移和滚动角误差会产生一定的磁场积分场误差和相位误差。论文以上海光源自主设计的首台真空波荡器为皋础,系统的分析和研究了外大梁下表而位移和滚动角误差的影响因素,针对每个因素进行了的改进与优化,以满足外大梁下表面位移和滚动角的设计指标,并在新的真空波荡器的设计中得以应用和检验。　　 本论文内容主要包括以下方面:　　 1.总结和比较了四种常用的真空波荡器机械驱动方式,同时还总结和分析了上海光源首台真空波荡器机械驱动系统的特点以及存在的不足之处。　　 2.系统地介绍了上海光源真空波荡器机械驱动系统构成和工作原理;指出了外大梁下表面位移和滚动角的影响因素,并对每个影响因素进行了分析与计算,得到了每个因素的表达式和影响情况。　　 3.对真空波荡器关键部件—Taper机构进行了有限元分析,分别计算了三种磁隙下外大梁下表而位移情况,得到了Taper机构引起的外大梁两端不对称变形的影响量。　　 4.针对外大梁下表面位移和滚动角的每个影响因素进行了有效的改进与优化,并对优化结果进行了分析与计算。对两种不同材料枢纽轴的热处理工艺进行了设计和比较。　　 5.通过机械的方法对外大梁端部下表面位移情况进行了检测,并分析了检测数据。　　 论文在对真空波荡器机械驱动系统的分析中,系统地对Taper机构进行了结构静力分析,成功地辅助了实际设计,检测结果与分析计算结果较一致,表明了分析计算的可靠性和正确性。论文还提出了直线轴套代替滚动轴承的改进方法,不仅消除了游隙的影响,还增大了结构尺寸,很大程度地提高了驱动系统的刚度和运动精度。论文的工作为今后真空波荡器机械系统的设计与优化提供了有益参考。