落地镗铣床普遍应用于航天、冶金、发电设备、造船、铁路车辆的特种重型加工，发展该类机床产品和技术攻关的研究对装备制造业有着重要影响。机床的主轴系统直接参与切削加工过程，主轴系统的性能会对零件的加工精度和机床的切削能力有直接影响。本文通过理论计算与有限元分析相结合的方法，对机床主轴系统的静动热态特性进行分析，验证各性能参数是否达到设计的要求以及为优化机床主轴性能提供理论参考。对主轴系统进行静态特性分析，通过有限元仿真得到主轴系统的径向变形分布，计算得到主轴系统的静态刚度为878.3N/μm，满足机床的设计要求。通过改变轴承预紧力的大小，分析预紧力对静刚度的影响，得到前段轴承刚度对主轴系统静刚度影响最为显著。对主轴系统进行模态分析和谐响应分析，模态分析得到主轴系统的各阶固有频率，在此基础上得到各阶临界转速，其中一阶临界转速为3540r/min，大于主轴系统的最高转速2000r/min，从而主轴在实际工作中能有效避开共振。谐响应分析得到了主轴系统的前段径向位移对频率的响应曲线，在铣削力的激振频率范围内，主轴系统在一阶固有频率处的动刚度为1617.2N/μm，在二阶固有频率处的动刚度为596.4N/μm。并且分析轴承预紧力对主轴系统动态特性的影响，得到预紧力的增加能够提高主轴系统的各阶固有频率和增加主轴系统的动刚度。对主轴系统进行热态特性分析，以轴承的摩擦发热和轴承与油气对流换热系数以及主轴与空气的对流换热系数为载荷和边界条件，用有限元方法对主轴系统在2000r/min时的热稳态温度场进行分析，得到主轴前轴承的温度最高，最高温度为57.203°C。以及得到主轴系统的热—结构变形分布，主轴尾部的热变形要大于前段的热变形。本文还考虑了由于轴承发热产生热诱导预紧力后对主轴系统静动态特性的影响，在热变形的影响下主轴系统静刚度为403.2N/μm。主轴轴承产生热诱导预紧力使轴承径向刚度增加，各阶固有频率都有所提高，主轴系统在激振力频率范围内的动态刚度也有所提高。