超精密加工技术是一项新兴的多学科交叉的技术,其发达程度影响着一系列军用和民用工业的发展水平,牵动着国家战略安全和国民经济增长。而超精密加工设备作为超精密产品的母机,是超精密加工技术的直接实现者,影响着超精密加工技术发挥作用的规模,研发超精密加工设备的重要性不言而喻。本文对超精密磨床的主轴—轴承系统进行了结构设计、性能分析和实验探究。设计了主轴、轴承、节流器以及总体的供气方案,从纳维斯托克斯方程入手,通过对雷诺方程的求解,得到了主轴轴承间隙中静压气体的压力分布情况,对轴承的刚度、承载力等静态特性进行了研究,并分析了在一些结构参数变动的情况下,轴承静态特性发生的变化。动态参数方面,本文对主轴的模态特性进行了仿真研究,计算了主轴的临界转速,对动刚度进行了研究,对振动影响下主轴的径向圆跳动进行了研究。在实验探究部分中,本文重点对主轴的角刚度、主轴的模态特性和径向跳动进行了研究,对实验方案进行了阐述,详细地描述了实验过程中出现的问题,讨论了实验数据中存在的误差和引起误差的原因。文章整体体现着结构设计和性能分析往复进行的特点,通过静态参数的计算影响关键部件的结构设计,进而决定动态参数的大小。在对仿真和实验结果进行分析的同时,对未来的研究内容和研究方向进行了展望。