近年来,滚珠丝杠进给系统的优越性在机械领域得到了充分体现,随着经济的飞跃和科学技术的进步,滚珠丝杠进给系统也被广泛运用于国防工业部门并实现了创新发展,尤其是空中加油机、雷达等,滚珠丝杠进给系统的精度与效率均有了明显提升。其中,滚珠丝杠副往高速方向发展是为了适应机床高速切削的需求。与传统低速切削发生在零件表面的切削速度相比,高速切削机床的刀具切削速度高出5-10倍之多,进给速度、主轴转速也比较高。故而,高速加工机床在设计与制造中要格外重视高加减速度、进给系统快进速度、主轴最高转速等几项重要指标。目前,由于各方面技术不成熟,滚珠丝杠副对高速尤其高加速度表现出不适应性。一方面,当机床处于高加速度态势之中,在惯性力作用下,必定会使进给系统中滚动副结合部、各柔性部件的实际接触状态发生改变,接触刚度由此发生改变,进给系统动态特性随之改变。另一方面,滚珠丝杠运行过程中,激振力几乎不可能消除,激振力是由在丝杠轴和螺母之间滚动和循环的滚珠产生的,进给速度越大,激振力就越大,这些力通常作用于丝杠轴并引起丝杠轴共振。因此,研究数控机床滚珠丝杠进给系统在高加速度下的动态特性对提高数控机床的整体性能是具有重大意义的。本文的主要研究内容如下:首先,在国内外文献资料的支撑下,结合调研实习中了解的情况,加深对滚珠丝杠进给系统的了解,把握住其结构特征、工作原理,在相关理论的支撑下创建理论模型并进行滚珠丝杠系统的时变振动特性分析。其次,在UG软件中建立滚珠丝杠进给系统的简化物理模型,然后将其导入ANSYS中进行仿真分析,得到滚珠丝杠进给系统的振动模态,以及滚珠丝杠进给系统各部件在外载荷作用下的受力及变形情况,通过分析仿真结果,得出滚珠丝杠进给系统的最大受力位置和最大变形位置,从理论上为完善滚珠丝杠进给系统的性能及提升设计水平提供理论依据。然后以系统的动力学模型和数学模型为基础,运用MATLAB软件对系统进行时变振动特性分析。再次,建立高加速度滚珠丝杠进给系统的等效动力学模型,采用MATLAB软件对滚珠丝杠的临界加速度实施仿真分析,探究临界加速度是否会受到总负载质量m,螺母位置y,丝杠张力Fas,额定动载荷P的影响,探究加速度如何影响系统传动刚度和运动副刚度。最后,以滚珠丝杠进给系统实验台为研究对象,研究工作台位置对系统固有频率的影响,经过对比之后验证了理论建模和仿真分析的可靠性。本文分析了滚珠丝杠进给系统动态特性的变化规律,进行了系统的模态分析和静力学分析,进行了系统的时变振动特性分析,分析了系统临界加速度的影响因素,为高速数控机床进给系统的研制提供了理论参考。