端面磨削是一种高效精密制造工艺。目前端面磨削主轴由滚动轴承支承,但是受到滚动轴承的振动、噪声、回转精度的影响,该支承方式不能满足大尺寸工件的磨削主轴的要求。针对大尺寸端面磨削主轴的发展现状,本文提出了水润滑静压推力轴承与滚动轴承混合支承的新型大尺寸端面磨削主轴。作为一类结构新颖的主轴系统,对其在高速工况下的热态特性建模与分析,有重要科学意义与工程价值。本文的具体内容如下:(1)静压与滚动混合轴承机床主轴热力学建模:建立了新型主轴的热力学建模,主要包括如下步骤:基于摩擦学和传热学理论,建立了主轴的能量流模型,计算了主轴的热源和热边界条件;(2)静压与滚动混合轴承机床主轴热态特性分析:基于主轴的热力学模型,运用有限元软件完成了主轴的热态特性分析,分析计算了主轴的温度场和热位移场,并研究了相关主要参数(如转速、偏心率、供水压力、粘度等)对主轴热态特性的影响。(3)静压与滚动混合轴承机床主轴热特性测试:对上述主轴开展热特性测试,测试了不同转速和供水压力情况下调心球轴承、轴瓦封水面和轴瓦回水槽的温升。研究结果表明,模型计算水润滑轴承在设计极限转速16000r/min的最高温升为1.8℃,轴端位移为5.5μm,采用10号油润滑轴承在12000r/min的最高温升高达115℃,轴端位移为49.4μm。经过实验测量,主轴保持空转,最高温升为2.5℃,理论计算结果与实验测量值基本吻合。本文提出的水润滑静压推力轴承与滚动轴承混合支承的端面磨削主轴,主轴发热量远远小于传统的磨床主轴,可望应用于端面磨床。