近年来国内航空工业发展迅速,对飞行器的轻量化设计提出了更高标准,飞机用自润滑关节轴承的安装与固定是轻量化设计的关键环节。关节轴承安装与固定工艺理论的研究,相关技术成果向生产应用的转化都对设备有极大需求,为此本文研制了一台伺服控制的关节轴承安装与固定设备,并对其机电系统进行研究。主要工作内容包括:根据关节轴承的安装与固定工艺要求设计了设备的机械系统和测控系统;利用有限元软件完成了主轴箱机械传动零部件的刚度分析,得到传动机构总变形量与主轴载荷之间的线性关系,为主轴下压量在线检测提供校正数据。建立了设备机械传动系统的数学模型,研究了机械参量对机械传动系统动态特性的影响,优化了滚珠丝杠的选型;完成了设备的电气控制系统建模,通过Simulink仿真研究对主轴转速伺服控制系统、主轴进给伺服控制系统的控制参数进行整定,设计的PID控制器可以实现主轴转速、加载力和进给速度的高性能控制。利用机电系统的研究成果对设备进行调试,然后进行设备的工作性能试验。加载性能试验证明主轴进给系统的加载精度和稳定性满足工艺需求,关节轴承的安装与固定试验证明研制的设备可以高质量完成轴承的安装与滚铆固定工艺。基于模糊控制理论设计了参数自整定的模糊PID控制器,对比仿真证明模糊PID控制器调节下的主轴进给系统响应速度、动态跟随性能、抗扰能力优于使用PID控制器的系统,为设备电气控制系统优化提供理论指导。