随着电子设备的日益更新及电气化技术的迅猛发展，伺服电机的工作性能得到了极大的提高，电动舵机伺服机构开始在某些领域取代了传动的气动伺服和液压伺服机构。目前，国内外的众多研究工作关注于对伺服机构控制系统的设计与研究，而对伺服机构本身的动力学特性的研究确极为有限。本文基于建立的电动舵机伺服机构三维模型，首先从刚体动力学的角度分析其运动学特性，以此为基础对考虑弹性条件下伺服机构各组成部分的静刚度和动刚度特性作一定研究，同时还初步探讨了行星滚柱丝杠的运动特性。首先，对伺服机构中的核心部件行星滚柱丝杠单独进行运动特性分析，建立了行星滚柱丝杠的简化三维模型，分别从轴向和扭转方向研究其相应的刚度特性。对于轴向运动，通过直接刚度法将行星滚柱丝杠处理成一个特殊的弹簧连接系统，通过弹簧刚度等效替代螺纹啮合中所涉及到的多种刚度，由丝杠所受的轴向载荷逐步推导得到弹簧节点位移的分布，以此计算丝杠各部件的轴向变形，并与有限元结果比较，验证推导过程的正确性。对于扭转运动，则考虑了预紧力和丝杠载荷对行星滚柱丝杠扭转刚度的影响规律。建立电动舵机伺服机构整体的三维模型，忽略伺服机构各部件的弹性，从刚体动力学的角度分析其运动特性，分别得到电机轴、上支耳、摇臂、舵板及下支耳的运动规律，并对舵轴、上支耳与摇臂连接处和下支耳座进行受力分析，给出其支反力及支反力矩的变化规律。基于多体动力学仿真得到的运动学结果，考虑部件的弹性，对伺服机构的各组成部分的静刚度特性计算，包括电机轴-键-丝杠系统、导向机构和上支耳螺纹连接机构，重点对间隙、预转角等非线性因素对各部分静刚度特性的影响规律进行研究。以此为基础，进一步研究了动态载荷条件下，伺服机构各部分的动刚度特性，给出了其前三阶模态振型和相应的固有频率，同样也归纳得到间隙对动刚度特性的影响规律。结果表明：过盈量对电机轴-键-丝杠系统的刚度特性影响更大，在较小范围内，过盈量能增加其扭转静刚度和扭转动刚度，超过一定范围之后进一步增加过盈量并不能显著提高刚度数值，而间隙对扭转刚度的影响相对较小，预转角在小范围内对导向机构的扭转刚度影响非常微小。动刚度的变化规律与机构所承受的定载荷有较大关系。