为了解决基于平面设计的轮齿在柔轮空间变形影响下的齿廓干涉问题,提出了一种考虑柔轮空间变形的双向共轭法。该方法分别在柔轮轮齿前后端截面对预设柔轮凸圆弧进行共轭计算,得到刚轮的双圆弧齿廓,用刚轮凸圆弧在前端截面反向共轭计算柔轮凹圆弧齿廓,并与预设凸圆弧结合得到柔轮齿廓。基于三维有限元分析进行谐波齿轮传动啮合仿真,证明了将柔轮空间变形引入齿形设计可以有效避免齿廓干涉。

针对精密工作台微位移和转动测量问题，提出一种基于平面正交光栅图像Radon变换的精密工作台位移测量方法．构建了由平面正交光栅和显微摄像系统组成的测量实验台，在不同实验条件下识别了平面正交光栅的栅线间距和角度，进行了工作台运动测量实验．实验结果证明，Radon变换对噪声不敏感，能很容易地识别出不同条件下平面正交光栅的倾角和位置，可精确地测量工作台位移，测量误差小于1μm．通过对现有系统测量分辨率的分析，提出了取消相机镜头和适配镜、以CCD感光面直接接收放大的光栅图像来进一步提高测量系统分辨率的方案．

针对旋转机械不平衡导致的振动问题,提出一种的柔性转子现场动平衡方法。其通过有限元理论建立转子系统动力学模型,并将系统运动微分方程按模态振型展开,利用FFT及IFFT变换,获取频域下不平衡载荷谱,最终识别转子不平衡状态。仿真和试验结果均表明,该方法仅需在低于临界转速的状态下采集振动响应数据,并且无需停机试重,就能准确识别转子不平衡状态,添加配重后可使转子各阶不平衡振动得到有效抑制。

针对主轴切削加工状态下的转子振动测试信号存在噪声干扰严重的问题，提出一种基于EEMD信号处理技术的加工振动测试信号提纯方法，该方法能够有效滤除噪声干扰实现信号提纯，并且该方法能够解决加工状态下转子振动测试信号非平稳特征的有效提取，相比于EMD方法能够有效避免模态混叠现象的发生，具有更好的信号处理效果，通过仿真分析和实验验证本方法在主轴加工状态下的转子振动测试信号提纯中具有很好的效果。该方法为主轴切削加工状态下的故障诊断提供必要的基础。

为降低转动轴几何误差对转台-摆头式五轴机床精度的影响,提出了基于球杆仪的位置无关几何误差测量和辨识方法。基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了转台-摆头式五轴机床位置无关几何误差模型,依据旋转轴不同运动状态下的几何误差影响因素建立基于圆轨迹的四种测量模式,并实现10项位置无关几何误差的辨识。利用所建立的几何误差模型进行数值模拟,确定转动轴的10项位置无关几何误差对测量轨迹的影响。最后,采用误差补偿的形式实验验证所提出的测量及辨识方法的有效性,将位置无关几何误差补偿前后的测量轨迹进行比较。误差补偿后10项位置无关几何误差的平均补偿率为70.4%,最大补偿率达到88.4%,实验结果表明所提出的建模和辨识方法可用于转台-摆头式五轴机床转动轴精度检测,同时可为机床精度评价及几何精度提升提供依据。