随着人类科学技术的迅猛发展和生活水平的日益提高,现代制造业日益向着高精度,高效率数控加工技术方向发展。重型数控机床由于部件惯量大,其机械传动系统的动态特性不仅直接影响进给伺服系统的伺服性能,而且会影响到机床的工作性能和运动精度,但国内针对重型机床动态性能的研究不多。本文在对重型数控机床动态性能仿真系统分析的基础上,引入了虚拟样机技术作为性能仿真系统实现的核心技术,并对仿真系统的总体方案进行了研究,实现了计算机对机床运动过程的仿真模拟,并输出了机床的运动仿真轨迹,这对机床进给系统进行动态分析和计算也有一定的参考价值。本文根据达朗贝尔原理,建立了滚珠丝杠传动的动力学模型。在对动力学模型进行假设和简化的基础上,对动态特性引起的机床运动误差进行了分析。根据机床的结构参数,建立了机床传动系统的三维实体模型,并对弹性大的关键部件进行模态分析,得到模态中性文件。然后利用模态中性文件,建立系统刚柔耦合虚拟样机模型。分析了两种工程软件ADAMS和MATLAB的特点,研究了ADAMS和MATLAB的接口方法。提出了在ADAMS中建立性能仿真环境,通过ADAMS/Control接口和Simulink建立的控制系统模型的有机集成,初步实现了数控机床性能仿真系统。利用联合仿真模型对机床的运动轨迹进行预测,分析了机床运动误差与运动参数的关系,并与实验结果进行了对比。本文对数控机床进给系统的设计和虚拟样机技术在实践中的应用具有一定的实用价值。