超精密加工的零件无论是在国防科技领域还是民用技术方面都得到了广泛的应用。随着科技的进步、质量要求越来越高、尺寸要求越来越大,传统的研磨、抛光加工工艺由于效率低、成本高、质量差等缺点,无法满足需求,因此研发新的大型超精密机床,实现高效率、确定性的超精密加工,日益成为我国超精密加工技术领域亟待解决的难题。超精密车床的重要功能部件——超精密主轴采用液体静压推力轴承,其传统的设计方法主要依靠设计者的经验,设计随机性大、精确度不高,无法满足超精密车床对该重要功能部件高精度及高可靠性的要求。为此,本论文针对超精密主轴液体静压推力轴承开展了如下研究工作：1)根据大型超精密车床的工作特性,对液体静压推力轴承进行了结构和油源供应系统的方案设计,对关键性能参数进行了建模研究,得到了基本性能参数以及其变化规律。2)利用ANSYS CFX流体力学分析软件,对液体静压推力轴承的压力场、流速场以及温度场进行了性能研究,得到油垫压力场、流速场以及温度场的分布特性,以及不同油膜厚度下的压力场、流速场以及温度场的变化规律。3)对大型立式超精密车床的承载力、径向圆跳动、端面圆跳动等主轴技术指标以及对加工样件进行了表面粗造度的测量,验证了液体静压推力轴承结构方案设计的正确性。对液体静压推力轴承的进行了性能测试与分析,得到了不同负载和不同进油压力下的油膜承载力、油膜刚度、流量、温度等关键性能参数,验证了从理论上对关键性能参数建模以及流场和温度场性能分析的正确性。