随着我国核电迅速发展,核电领域所用的小口径、表面光洁度极高的薄壁金属管材用量快速增加,对应的管材超声水浸检测系统需求也日益增长。作为管材超声水浸自动检测系统的关键部件,高速主轴的结构和动态性能直接影响着检测系统的检测精度、效率以及检测结果的准确性和可靠性。因此开展管材超声水浸检测系统高速主轴的设计与性能分析,对于加快管材超声检测系统发展具有重要的意义。本文在阐明管材超声水浸检测系统高速主轴的功能要求的基础上,确定了高速主轴的技术指标,设计出了完整的高速主轴结构,并在Pro/E软件的基础上绘制出完整的三维模型。在此基础上,分别利用ANSYS有限元分析软件和ADAMS软件对主轴的静态性能和动态性能进行了详细的模拟计算,模拟计算结果表明该设计的主轴满足使用要求。最后,实际工程验证表明,设计的高速主轴能满足使用要求。论文主要的研究内容如下:(1)在明确高速主轴的结构性能和功能要求的基础上,通过分析计算得出高速主轴各结构尺寸并选择了相应的零部件,设计形成完整的高速主轴。(2)在Pro/E软件的基础上绘制出了完整的三维模型,建立相应的的装配关系,为接下来的性能模拟分析奠定模型基础。(3)基于ANSYS软件对主轴开展了静力学和模态分析,研究了高速主轴的静刚度、固有频率、振型和临界转速,仿真结果表明高速主轴设计能满足静力学要求。(4)运用ADAMS软件对高速主轴进行了动力学仿真分析,得到并分析讨论了仿真结果,探讨了平衡性可能引起的问题,为后续整体设备调试提供了依据。