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第一章　绪论 1

1.1　研究精密轴系的意义及轴系的分类 1

1.2　精密轴系回转精度概况 1

1.3　精密轴系回转精度测试方法研究现状 3

第二章　精密轴系的典型结构 5

2.1　精密油膜滑动轴承轴系 5

2.1.1　半运动式柱形轴承轴系 5

2.1.2　锥形滑动轴承轴系 6

2.1.3　V弧滑动轴承轴系 8

2.2　密珠轴承轴系 10

2.2.1　密珠轴承的组成及结构实例 10

2.2.2　密珠轴承的设计要点 11

2.3　气体静压轴承轴系 14

2.3.1　圆柱型空气静压轴承轴系 15

2.3.2　双球面空气静压轴承轴系 15

2.3.3　混合型空气静压轴承轴系 18

2.4　液体静压轴承轴系 19

2.4.1　精密仪器上应用的液体静压轴承轴系 20

2.4.2　精密机床上应用的液体静压轴承轴系 20

2.5　液体动压轴承轴系 21

2.5.1　圆度仪用的液体动压轴承轴系 22

2.5.2　磨床砂轮架的液体动压轴承轴系 23

第三章　轴系回转精度测试的基本理论 25

3.1 关于“CIRP统一文件”的介绍 25

3.1.1　引言 25

3.1.2　“CIRP统一文件”中的几个定义 25

3.2　关于“回转轴线”定义的分析和论证 29

3.2.1　两种主要的回转轴线定义方法 29

3.2.2　回转中心、回转轴线及误差运动的工程定义 30

3.2.3　误差运动的三维空间描述法 31

3.3　轴系误差运动测量中的一次谐波 31

3.3.1　一次谐波的物理意义 31

3.3.2　关于轴系基波误差存在性的两种意见 32

3.3.3　一次谐波误差运动的形成原理 32

3.3.4　轴系一次简谐运动的实验描述和工程验证 34

3.3.5　轴系的基频圆周运动 35

第四章　轴系回转精度的测试设备 38

4.1　测试系统的传感器 38

4.1.1　电容测微仪 38

4.1.2　光电自准直仪 43

4.2　测试系统的记录显示装置 45

4.2.1　通用仪器的选用原则 45

4.2.2　极坐标记录仪 45

第五章　轴系误差运动的测试方法 49

5.1　轴系回转精度模拟量测试法 49

5.1.1　双向测试形成基圆的圆图法 49

5.1.2　双偏心盘形成基圆单向测试法 52

5.1.3　正交同步信号发生器形成基圆法 54

5.1.4　极坐标记录器圆图法 55

5.1.5　激光投射测试法 56

5.1.6　模拟量圆图法的数据处理 57

5.1.7　模拟量直角坐标测试法 58

5.2　轴系回转精度的数字量测试法 59

5.2.1　数据采集器 59

5.2.2　单板机回转精度测试系统 63

5.3　轴系回转精度的瞬心测试法 64

5.3.1　瞬心的几何描述 64

5.3.2　瞬心线和轮转曲线的数学模型 65

5.3.3　关于参数方程的分析 67

5.3.4　瞬心原理的测试方法 68

5.3.5　两点光学投射法测量瞬心 68

5.3.6　基于瞬心原理主轴回转运动精度的评定 71

第六章　误差分离技术在回转精度测试中的应用 74

6.1　测量工具安装误差的消除（消偏） 74

6.1.1　硬件消偏法 74

6.1.2　软件消偏法 75

6.2　工具球不圆度的误差分离技术 92

6.2.1　转位法误差分离技术 93

6.2.2　多测头法误差分离技术 100

第七章　轴系误差运动机理 110

7.1　空气静压轴承轴系径向误差运动的形成及估算 110

7.1.1　径向误差运动形成机理 110

7.1.2　径向误差运动的估算 112

7.1.3　计算举例与实验验证 113

7.1.4　结论 114

7.2　液体润滑轴承轴系误差运动形成机理 115

7.2.1　双周误差的形成 115

7.2.2　双周误差的检测实验 116

7.2.3　影响轴系双周误差的因素分析 117

7.3　滚动轴承轴系误差运动的成因 118

7.3.1　滚动轴承误差运动的几何计算 118

7.3.2　密珠轴承的误差运动分析 119

第八章　轴系回转误差运动的补偿 120

8.1 回转轴系确定性误差补偿 120

8.1.1　TALY-73圆度仪主轴误差补偿 120

8.1.2　精密车床主轴误差补偿 123

8.1.3　精密磨床圆度误差补偿 124

8.2　轴系回转运动误差动态数据分析与全误差补偿 124

8.2.1　预报补偿在车床上的实验 125

8.2.2　AR模型阶数的判定 126

8.2.3　补偿控制及结果 128

附录（一）　平均消偏法计算程序 130

附录（二）　逼近法消偏计算实例 133

附录（三）　反向法测试轴系径向回转精度数据处理 134

附录（四）　反向法分离工具球误差数据处理 136

参考文献 138