高速主轴作为加工机床中最核心的部件,是制约机械加工精度提高的主要因素之一。本文为提高高速主轴的稳定性,将气体轴承高转速、大承载的优点与主动磁轴承可控性高的优点相结合,设计一种由气体动静压混合润滑轴承与径向主动磁轴承作为支撑轴承的超精高速动静压气磁主轴结构,运用理论建模和仿真验证的手段对气体动静压混合润滑轴承及径向主动磁轴承的结构和超精高速动静压气磁主轴运行的稳定性进行研究分析。根据气体状态、连续性及动力学方程推导出适用于一般情况的气体轴承雷诺方程,运用Fluent对气体动静压混合润滑轴承内部气膜流场压力分布进行仿真研究,得出节流孔径、转速、供气压力、气体平均间隙等主要结构参数与承载能力、刚度等静态性能之间的变化关系,对气体动静压混合润滑轴承进行优化设计,确定最佳结构参数。建立径向主动磁悬浮轴承的悬浮力数学模型,采用PID控制方法对转子的振动进行控制,利用Matlab simulink仿真软件对PID控制方法进行模拟仿真进而得出转子轴心的振动范围。对径向主动磁轴承结构进行设计,用仿真手段对径向主动磁轴承的磁通密度及磁场力进行计算,并且对超精高速动静压气磁主轴的检测装置及方法进行研究。对超精高速动静压气磁主轴转子的运动建立弹性转子运动微分方程及刚性转子运动微分方程,利用Matlab对超精高速动静压气磁主轴刚性转子与弹性转子的涡动状态响应、超精高速动静压气磁主轴刚性转子与弹性转子圆盘质心运动、超精高速动静压气磁主轴刚性转子与弹性转子系统所需控制电流进行研究分析。利用弹性转子的运动微分方程进行Lyapanow运动稳定性判断。