摘要：针对精密丝杠直线进给系统在低频伺服力激励下产生动态响应的原因及机理进行了建模研究，提出了一种进给系统动力学模型。其特色在于不同于伺服输出力高频成分或其他方向高频激励可能会引起机械系统共振的建模分析，描述了伺服电动机的伺服输出力的低频谐波成分对进给系统动态响应的影响。采用集中参数法建立了进给系统的动力学模型，利用拉格朗日方法，推导了精密车床进给系统的运动方程。仿真和试验结果表明：①伺服力矩中存在着众多的谐波成分，频率数值远远低于进给系统的第一阶固有频率66 Hz，而且随着速度的增大，频率分量增大；②刀尖点在z轴进给方向振型所对应的第一个固有频率，仿真与试验结果误差在5%之内，验证了所建动力学模型的有效性；③与测量的匀速运动下刀塔运动速度响应对比，所建模型能有效地反映伺服输出力低频谐波成分对机械系统动态响应的影响；响应的幅值变化量15%左右。最后指出，在精密机床进给系统设计中，必须考虑伺服激励的低频谐波成分带来机械系统的微小强迫振动。

关键词：伺服力激励 进给系统 低频 摩擦力 建模 

单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安710049 沈阳机床集团有限责任公司高档数控机床国家重点实验室 沈阳110141