数控机床正向着高速高精的方向发展,滚动直线导轨作为导向部件得到了越来越广泛的应用。导轨的导向精度对机床的加工精度起关键性作用,导轨的力学特性、热特性以及热力耦合特性等非线性因素对导轨的最终精度有十分重要的影响,所以研究热力耦合特性对导轨精度的影响十分有意义。本文以THK公司生产的HSR系列滚动直线导轨为研究对象,研究了导轨热力耦合特性的形成机理,建立了导轨热力耦合特性的理论分析模型和仿真分析模型,分析得知了导轨的温度场和热变形结果。最后对导轨温度和热变形进行测量实验,将得到的实验数据与理论分析结果、仿真分析结果进行对比,验证模型的正确性,为机床热误差补偿提供理论依据。具体的工作如下:（1）综述了近年来国内外对滚动直线导轨的研究现状和最新进展,包括对导轨静动态特性和热特性的研究情况,确定了本文的主要研究内容和研究方法。（2）研究了导轨承载区滚珠的受力和运动情况,以及由各种运动引起的摩擦特性。基于赫兹理论,研究了滚珠与导轨滑块滚道间的接触特性,推导了接触区导轨的变形公式。研究了导轨承载区滚珠的滑移、陀螺、自旋运动等,并分析了滑块运动时导轨的摩擦磨损机理,得到了导轨所受外力与摩擦力间的关系。（3）建立了导轨热力耦合特性的理论分析模型。以传热学和弹性力学理论为基础,分析了导轨的热量传递方式,计算了导轨的热边界条件和温度场与应力场的耦合系数,建立了导轨耦合导热微分方程,得到了导轨的无量纲温度场、位移和热应力关于长度和时间的表达式。（4）完成了导轨热力耦合特性的仿真分析。运用大型有限元仿真软件建立了导轨的有限元模型,实现了导轨的静力分析、导轨的稳态分析和考虑热源移动的瞬态分析,并以此为基础实现了导轨的热力耦合仿真分析,得到了导轨的位移和应力分布结果。将热力耦合分析的结果与静力分析的位移和应力分布结果对比,分析了热力耦合特性对导轨的影响。（5）进行了导轨的温度和热变形测量实验。通过实验得到了工况条件下导轨的温升和变形实验数据,分析了导轨的温升、变形随时间的变化规律。将实验结果与理论分析结果、仿真分析结果对比,验证了模型的正确性。本文采用理论分析模型的建立、仿真分析模型的建立并与实验相结合的方法,研究了滚动直线导轨的热力耦合特性,得到了工况条件下导轨的温度、位移和热应力结果,将实验结果和理论、仿真结果对比,验证了分析模型的正确性,为深入研究导轨的热力耦合特性提供基础,为研究机床的热误差补偿提供数据。