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随着超精密机床在民用、国防以及空间科学等领域的需求日益增大,对超精密机床的加工精度和工作性能的要求已越来越高,决定超精密机床性能的因素较多,其中主要取决于其关键部件的性能。导轨副是直接保证超精密机床各运动部件之间相对位置精度和相对运动精度的重要部件。液体静压导轨能够很好的解决普通导轨常遇到的振动与摩擦问题,因此液体静压导轨无疑是超精密机床导轨系统选择的最佳方案之一。为保证液体静压导轨具有高速、高效、高精度的设计要求,静压导轨必须具有良好的承载能力和油膜刚度。本文以恒压闭式液体静压导轨平台为研究对象,主要从以下几方面内容进行了研究:(1)对恒压和恒流量、闭式和开式静压导轨性能进行综合比较,选择了恒压闭式液体静压导轨。重点分析了闭式静压导轨中对称和非对称结构形式的静态特性,得出了导轨左、右两组侧油腔之间的悬梁臂跨度L对导轨工作台扰度的影响规律。(2)根据本课题背景中研制的超精密机床技术指标,对恒压闭式液体静压导轨进行了结构设计及计算,并利用具有强大三维造型功能的solidworks软件进行了三维结构模型设计(3)以导轨的整体结构模型为研究对象,结合正交试验设计方法、数学综合评判法和有限元方法,对其进行静态特性综合分析,从而可以确定影响导轨平台整体变形的关键因素和非关键因素,然后对其进行基于质量、结构刚度和强度约束的多目标输出优化,以达到提高液体静压导轨平台的承载性能、刚度性能和稳定性。(4)采用流体动力学有限元分析方法,对导轨间的油膜进行全参数三维实体建模,获得了导轨间油膜静压力的分布情况以及液压油流场流速的分布规律;并探究辨识了不同的油腔油槽深度、不同的油膜厚度和不同的进油孔输入压力参数对导轨间油膜承载性能和油膜刚度等的影响。(5)根据流体仿真计算得出的油膜静压力,由流固耦合算法计算分析出导轨幅板在油膜静压力作用下的弹性变形,经过对导轨幅板变形量的定量分析,得到由油膜静压力引起的幅板变形对导轨直线度的影响规律。