现代机床行业正朝着高速、高精和高稳定性的方向发展,对进给系统的动态特性的要求越来越高,因此,具有良好抗振性、高系统刚度以及快速系统响应性等优点的双丝杠驱动直线进给系统的应用也逐渐增加。本文以典型的滚动支承双驱动水平直线进给系统为研究对象,从理论建模、有限元分析、优化和试验验证的角度对其进行动态特性研究,揭示了双驱动在动态特性方面的显著优势,研究了丝杠和导轨跨距对系统动态特性的影响规律,并提出了丝杠跨距和导轨跨距的最佳组合方案,将研究成果应用于某型卧式加工中心直线进给系统的设计,对该加工中心的样机做模态试验,验证了设计方案的可行性和有限元分析的正确性。首先,基于重心驱动原理和二自由度系统振动理论,分别建立了单丝杠驱动和双丝杠驱动直线进给系统在进给方向上的动力学模型,计算得到它们的固有频率并做对比,在丝杠截面积相等的情况下,即使双丝杠的直径较单丝杠减少15mmm,双丝杠进给系统振动的固有频率也有25%-30%的提升,理论上说明了双丝杠驱动的应用可以有效地提高系统的轴向刚性和抑制系统的扭转振动。其次,建立了水平直线进给系统的单驱动和双驱动有限元模型,研究了有限元模型建立的关键技术,并分别对两种进给系统做模态分析和谐响应分析,获取了它们的前20阶振型和相应的固有频率以及幅频特性曲线,对比动态特性分析结果,从有限元仿真的角度揭示了双丝杠驱动相对于单丝杠驱动在动态特性方面的优势。再次,建立了双丝杠驱动进给系统有限元分析简易模型,基于单因素试验设计方法,对10组模型进行了模态分析,结合动力学振动模型,分别研究了丝杠跨距和导轨跨距对系统动态特性的影响规律,得到了滚珠丝杠和滚动导轨的最佳跨距组合。最后,基于以上分析和优化结果,为某型卧式加工中心直线进给系统的动态特性设计提供了最佳方案,利用锤击法对该机床样机做模态试验,测得其试验模态,将试验结果与有限元分析结果进行对比,对应模态的固有频率误差在8%-18%以内,验证了设计方案的可行性以及有限元分析的正确性。结合有限元分析和模态试验,研究了结合面刚度不对称的情况对系统动态特性的影响,并给出了优化建议。