齿轮是机械传动中最基础的零部件,广泛应用于国防、工业等领域。齿轮加工精度决定了齿轮传动系统的服役性能和寿命,因此齿轮精度提升的研究得到了广泛关注。齿轮加工中滚齿工艺约占50%,是最普遍的制齿工艺。影响齿轮加工精度的机床精度受到多种误差的影响,包括力致误差、热致误差、几何误差等。其中,几何误差在加工过程中保持不变,比较容易补偿,相关研究较为完善,而力致误差、热致误差在加工过程中会随时间变化,误差形成机理复杂,是目前机床误差研究的重点。近年来,虽然滚齿机热致误差建模及补偿取得一定成果,但现有热致误差研究主要考虑空载情况,且力致误差研究较匮乏,不能满足生产需求。因此,本文针对加工状态下数控滚齿机力致误差和热致误差的建模及综合补偿,开展了如下研究。（1）建立数控滚齿机切削力和力致误差模型。首先,根据机床结构形式和坐标变换原理,对滚削运动建模,基于布尔运算建立刀刃切除的未变形切屑几何形貌;然后,根据Kienzle-Victor力学模型和切削参数计算滚削力,为后文将每齿进给量作为输入提供基础;基于材料力学构建加工过程中滚刀和工作台的力致误差模型;最后,对主轴电流信号表征切削力的必要性和可行性进行分析,针对滚齿机主轴传动系统进行动力学建模,得到切削力和主轴电机电流的关系,为主轴电流表征切削力提供了理论基础。（2）研究数控滚齿机电主轴内部稳态温度场和热变形情况。首先,基于热特性理论,研究了滚齿机电主轴热源及热特性形成机理,计算出电主轴的热载荷和边界条件;然后,基于ANSYS有限元分析建立电主轴稳态温度场,将温度场作为热载荷施加到电主轴,构建热变形场,为后续试验中温度传感器的布置提供参考。（3）研究数控滚齿机力热耦合误差建模及综合补偿方法。首先,基于Labview搭建了温度、位移、电流采集系统,通过滚齿加工实验,获取相关测点温度、主轴电流、工作台变形等数据,选取关联度最高的三个温度测点、主轴电流及每齿进给量作为预测模型输入以提升模型预测精度;然后,基于BP神经网络建立滚齿机工作台力-热误差预测模型,用自适应思维进化算法对神经网络的初始权值及阈值进行优化,提升模型的预测性能。通过与其他模型进行预测精度及泛化性能的比较,验证了预测模型的有效性;最后,使用专业的组态软件对西门子840Dsl系统进行二次开发,集成开发的力-热误差预测模型和误差补偿模型,滚齿实验结果显示齿轮跨棒距M值平均误差从补偿前的15.95μm下降到2.8μm,表明提出的方法具有良好的性能。