结合面在机床的结构中普遍存在,其接触特性对机床的工作性能起到至关重要的影响,建立科学合理的结合面接触模型对机床结构设计阶段正确预测其静动态特性等具有重要意义。本文针对当前结合面接触刚度和静摩擦因数理论建模研究存在的问题与不足,通过理论研究与实验实例验证相结合的方法,开展了结合面法向接触刚度与静摩擦因数的建模研究工作,并探讨了结合面不同形貌参数对接触特性的影响。本文工作概括如下:（1）针对以往结合面法向接触刚度模型存在微凸体弹塑性阶段刚度非连续平滑和塑性阶段计算刚度不为零的问题,提出了两种新的弹塑性接触刚度模型,解决了这一问题。两种模型分别采用数学中的三次多项式函数和样板函数插值的方法来描述单个微凸体弹塑性区间刚度与变形的关系,在此基础上,建立了结合面法向接触刚度统计模型,并进一步将所建数学模型仿真计算出的结合面接触刚度值与现有文献的实验数据进行了对比,验证了模型的正确性。（2）针对当前在单个微凸体受法向力下使用Tresca屈服理论计算最大切向载荷的方法存在一定的不足,本文以弹塑性力学和统计学理论为基础,提出了一种新的基于von-Mises屈服理论的单个微凸体受载时最大静摩擦力计算公式,并在此基础上提出了一种新的静摩擦因数计算模型。通过对模型的数值仿真计算揭示了不同微凸体高度标准偏差下静摩擦因数与法向载荷的关系,进而与现有文献的静摩擦因数实验数据进行了对比,说明了所建模型的正确有效性。（3）针对目前为止中外文献中现有结合面静摩擦因数分形模型预测静摩擦因数随法向载荷增大而增大,与实验研究结论及统计模型结果不一致的问题,基于尺度等级定义微凸体的大小,严格区分微凸体高度与变形,划定发生各变形状态时所在的等级区间,构建了微凸体在不同尺度等级区间内的不同变形状态下法向载荷与面积之间关系,同时结合微凸体边缘应力方程与塑性屈服理论推导了在相应的法向变形下最大切向载荷与接触面积的关系,以接触面积为中间变量关联法向和切向载荷,在此基础上,联合接触面积分布函数建立了与尺度等级关联的的静摩擦因数三维分形模型,进一步建立了与尺度关联的且考虑了材料硬度随深度变化的静摩擦因数分形模型,分析了不同接触参数对摩擦因数的影响,解决了现有中外文献中在研究静摩擦因数时分形模型与统计模型和实验结果之间的不一致性,通过所建模型的计算结果和前人得出的静摩擦因数实验数据比较证明了模型的有效性。