随着现代加工技术对机床速度和精度要求的不断提高,直线电机直驱技术越来越受到重视。与传统的传动方式相比,直线电机直驱进给系统具有进给速度快、加速度大、定位精度高等显著优势,可以满足精密机床高速切削的性能要求。但直线电机发热产生的结构热变形会对机床的加工精度产生影响,这在一定程度上制约了直驱进给系统优良性能的发挥。因此,本文以高速直驱进给系统为研究对象,对其开展热特性分析与热误差建模的相关研究。论文的主要研究工作有:（1）对比滚珠丝杠传动方式与直线电机驱动方式的优缺点,搭建了高速直驱进给系统实验平台,针对直线电机存在的发热问题,对其电磁损耗发热机理及其影响因素进行了理论分析,通过磁热耦合仿真定性分析了直线电机的损耗分布和发热规律,得出电机初级线圈发热是直驱进给系统的主要内部热源,并确定了进给轴的各项误差元素。（2）基于有限元法建立了直驱进给系统的热固耦合仿真模型,根据温度场和热变形场的仿真结果,分析了不同部件之间的温度及热变形耦合关系,探究了结构热变形对各项热误差元素的影响规律,结果表明直线导轨和光栅尺是主要的热误差敏感部件。（3）通过搭建一套温度及热误差测量系统进行实验研究,探究了直驱进给轴在不同负载工况下,从冷态启动直至热平衡过程中的温度及热误差变化规律,对热变形所造成的定位误差进行了误差分解,对比仿真结果与实验结果,验证了有限元模型的可靠性,得出了定位精度受结构热变形影响最大,而直线度受热变形影响较小。（4）基于实验测量数据,采用模糊C-均值聚类和相关性分析方法筛选出了热关键点,并以热关键点的温升值作为建模变量,采用多元线性回归和多项式拟合算法对直驱进给轴的定位误差进行了分解建模,该模型在不同工况下仍具有较高的预测精度,可为热误差补偿提供准确的补偿值。