数控机床是机械加工自动化的核心设备,而其主轴系统则是数控机床中的重要组成部分。数控机床的主轴驱动远不同于一般的工业驱动,为了满足主轴高速度、定位高精度、高加工质量、高生产效率、数控机床连续输出高转矩并实现无极调速的设计要求,本文研究了以行星轮系为传动系统的数控机床主轴驱动装置。本文研究的数控机床主轴驱动装置动力部分采用交流伺服电机,减速机构采用行星轮系传动。首先,分析了数控机床主轴驱动装置的工作原理,利用已知数据对驱动装置及传动系统进行了设计和校核计算。在其行星轮系传动系统中设计了齿侧间隙消除结构以减少因齿侧间隙产生的振动问题,提高了机床加工精度。其次,通过Solidworks软件对数控机床主轴驱动装置进行了三维建模,应用Matlab软件对行星轮系减速器进行了多目标优化设计,一定程度上优化了齿轮参数和性能,节省了材料和成本,提高了齿轮的承载能力和传动的稳定性。再次,针对数控机床主轴驱动装置运行过程中可能出现的振动破坏,利用ANSYS Workbench软件对传动系统进行了模态分析,得到了行星轮系的各阶固有频率及振型,为后续的动态分析奠定了基础,同时利用该软件对行星轮系进行了静力学分析,获得了给定工况下主要部件的应力、总变形分布情况,通过对应力与材料许用应力进行比较可知行星轮系满足强度要求。根据行星轮系的有限元分析结果对行星架进行了结构优化。最后,运用ADAMS软件建立了行星轮系传动装置的虚拟样机模型,对减速器进行了运动学和动力学分析,仿真结果与理论值相比较,结果较为准确,同时得到的均载特性曲线表明,行星轮系传动系统运行稳定,虚拟样机模型建立正确,可靠度高,进一步说明了研究的数控机床主轴驱动装置均载特性较好。本文通过对以行星轮系为传动系统的数控机床主轴驱动装置设计、校核以及仿真分析,形成了一套较为完整的研究方法,此方法对于提高主轴定位精度以及传动系统的稳定性、可靠性,实现设备的高转矩、高传递效率具有一定的参考价值。