在机械系统整机性能分析中，确定各零部件之间的连接参数至关重要，已成为当前机械系统设计与分析中的热点，是动态系统研究领域中的前沿课题。滚珠直线导轨副作为制造装备中最重要的连接部件之一，其特殊的结构和独特的运动形式使得很难准确建立其静、动力学模型。在制造装备设计过程中，滚珠直线导轨副的模型往往过于简化甚至被忽略，这也是导致无法准确预测制造装备整机特性的原因之一。因此，提出准确表征滚珠直线导轨副静、动力学特性的方法，揭示导轨副动力学行为的演变规律，对于研制出“高速、高精、重载，低噪音”制造装备具有重要科学价值，是研制高端制造装备所需的基础技术，具有重大的理论意义和广阔的应用前景。针对传统方法在求解滑动摩擦条件下弹性非相似接触问题时存在多项式积分过多的困难，本文提出了一种基于修正的高斯-雅可比积分公式的求解方法，能够更有效、更直接地求解滑动摩擦条件下弹性非相似接触问题。计算了抛物线型压头和圆柱型压头与弹性半平面在滑动摩擦条件下的接触应力分布，分析了摩擦系数对接触表面应力分布的影响规律，探讨了接触表面产生裂纹的原因。基于滚珠直线导轨副的弹性变形协调条件，提出了一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副垂直刚度模型。通过计算滚珠直线导轨副在受预紧力和垂直载荷同时作用时的垂直变形量及滑块裙部变形量，求得了滚珠直线导轨副的垂直刚度值，为设计出高刚度、高精度的滚珠直线导轨副提供理论指导。基于建立的滚珠直线导轨副垂直刚度模型，推导了导轨副的接触刚度表达式，提出了一种计及滑块裙部变形的滚珠直线导轨副模态分析方法。利用杆单元模拟滚珠与滚道之间的接触特征，建立了某型号滚珠直线导轨副的三维有限元模型并利用有限元分析软件PATRAN/NASTRAN求解了导轨副的模态参数。由于导轨副接触刚度的非线性特征，研究了锤击法中激励力幅值对特征频率测量误差的影响。针对使用滚珠直线导轨副作为连接件的制造装备表现出的非线性响应问题，设计了一种滚珠直线导轨副动态测试装置，基于实验测试数据，利用Volterra和Wiener理论提出了一种在随机激励条件下辨识导轨副非线性参数的方法。该计算模型可用于对含有滚珠直线导轨副的制造装备进行整机动力学特性预测分析。利用贝叶斯推断方法以及马尔可夫链蒙特卡罗模拟方法，结合模态参数的测试数据，修正了滚珠直线导轨副名义计算模型中的不确定性参数。基于预测误差的方法，研究了修正后的模型的不确定性程度。本文的方法可有效修正滚珠直线导轨副名义计算模型中的不确定性参数，使得模型修正后的计算结果与实验测试结果之间的误差更小。