数控机床作为现代装备制造业的基础工具,其正朝着高效、高速、高精度和高可靠性方向不断发展,而主轴—滚动轴承系统作为其最为重要的部分,它的动力学特性与可靠性都会直接影响到数控机床的加工精度与效率。因此本文以国产某型号数控车床主轴系统作为对象,展开了其动力学特性与可靠性等方面的研究,全文的主要工作总结如下:在机床主轴转动过程中,为防止其产生共振现象,需要对其进行模态分析,本文中首先将主轴系统进行离散简化,然后采用传递矩阵法求解了系统的一阶固有频率与临界转速,之后利用ANSYS有限元软件对主轴进行了模拟仿真,以此来验证了传递矩阵法的准确性。在主轴系统中,由于滚动轴承内存在着径向游隙以及非线性Hertz接触力,加上主轴系统非平衡力等非线性因素的影响,使主轴系统成为了一个强非线性系统。因此,本文采用集中质量法,综合考虑弹性主轴与滚动轴承建立了十自由度主轴系统非线性动力学分析模型,并利用Runge-Kutta数值积分法对其进行了求解,得到系统的动态响应,分别利用分岔图、Lyapunov指数图、时域图、频域图、相图和Poincare图对主轴系统的非线性动力学特性进行分析,得到了不同设计参数对其非线性动力学特性的影响规律,为提高主轴系统的动力学性能提供了理论支撑。由于在主轴系统的设计制造的过程中,各设计参数存在随机不确定性,因此需要对主轴系统进行可靠性分析。然而主轴系统为强非线性系统,并且其具有隐式的功能函数,所以一般方法很难对此类问题进行可靠性评估。因此,文中采用了一种基于Kriging模型和MonteCarlo法的可靠性评估方法。并应用U学习函数对模型进行优化,以获得足够精确的Kriging模型。最后,对主轴系统的动力学特性进行可靠性分析,并进而分析了主轴系统可靠度对各基本变量的灵敏度,奠定了主轴系统的可靠性设计与优化等方面的理论基础。