永磁轴承具有成本低、结构简单、无磨损等优点，可以与机械轴承或电磁轴承结合构成各种磁轴承系统，具有十分广阔的应用前景。因此研究永磁轴承的力学性能以及其支承的转子系统的动力学特性具有十分重要的学术价值。本文以轴向磁化的径向永磁轴承为研究对象，以建立永磁轴承支承转子系统动力学刚度矩阵为主要研究目标，分析了结构尺寸对动力学特性系数的影响规律，并在此基础上，研究了各刚度系数对轴承-转子系统临界转速的影响，进行了相应的模态分析和不平衡响应分析。 首先，本文从安培磁力定律出发，建立永磁轴承等效电流模型，推导出永磁轴承的力和刚度的表达式；在此基础上，结合永磁轴承结构特点和物理特性，建立了刚度矩阵。而且利用Matlab对理论公式进行了程序编制。其次，通过对力和刚度表达式的无量纲化处理，研究了永磁轴承尺寸参数对其性能的影响，并进行了相应的优化，提出了该类永磁轴承的结构设计步骤和优化方法。再次，利用有限元软件Ansys建立2D、3D模型，得到永磁轴承轴向力的计算结果并与理论表达式得到的数据进行了对比。结果表明：建立的理论公式与仿真结果能够很好地吻合。再者，在上述理论分析的基础上，设计制造了一台永磁轴承支承转子装置。最后，本文建立了永磁轴承-刚性转子系统动力学模型，计算得到不同气隙和不同永磁轴承数目情况下的转子固有频率，分析了刚度系数对临界转速的影响规律，另外还进行了模态分析和不平衡响应分析。所有这些成果为下一步实验研究打下基础。 本文提出了用于永磁轴承性能计算的通用程序，分析结果为永磁轴承的设计提供了很多有价值的指导： (1)磁体径向和轴向厚度相等时可实现永磁轴承性能最优； (2)耦合刚度与轴向刚度符号相同； (3)倾斜刚度的符号与尺寸参数有关，为实现倾斜刚度为正，可设计较长的轴承支承跨距。本文进行的动力学分析表明：轴向力对系统低阶临界转速有很大的影响，而耦合刚度系数的影响可以忽略。