以空气作为工作介质实现动力传输是纺纱装备的重要发展趋势，转杯纺纱是以空气作为工作介质的新型纺纱技术。目前，国产转杯纺纱设备与国际上先进设备还存在较大差距，主要原因是国内研究者对转杯纺成纱机理和高速转杯设计方法等研究还不够深入。转杯纺纱通道内流场的流动特性对纤维输送、纱线纺制有重要影响，是研究转杯纺成纱机理的基础。转杯动力学特性影响转杯安全、高速、稳定运行，是转杯结构设计的重要参考依据。本文以转杯纺纱通道及转杯为研究对象，采用计算流体力学和有限元分析的研究方法分别对转杯纺纱通道内的流动规律和转杯动力学特性进行了研究，为转杯纺成纱机理研究和转杯结构优化设计提供参考。建立了转杯有限元模型，采用有限元分析软件研究了转杯的振动特性和不同结构转杯的应力分布。结果表明，转杯发生振动时，其整体的摆动振型最先产生，杯口处最容易损坏；滑移面角度≤19.5°时，滑移面容易产生凹形变形；与U型凝聚槽转杯相比，V型槽转杯滑移面更容易产生凹形变形。分析了转杯纺纱通道内流动的一般特性，建立了转杯纺纱通道内流场的计算流体动力学模型，在Fluent软件中对其进行数值模拟。结果表明，转杯内部形成一股复杂的空间螺旋形气流，流动方向自下而上；转杯内负压存在于转杯中央区域，在纤维输送管道出口处负压值最低。接着分析了不同结构转杯内气流场流动特性：随滑移面角度增大，转杯内部负压值减小，影响气流的输送作用；≥24.5°时，转杯滑移面上有回流产生；高速转杯自身离心力产生的凹形变形使转杯滑移面上气流容易形成回流；不同类型凝聚槽内气流速度分布规律差异不大。采用纤维的质点数值模型，对纤维在输送管内的流动规律做了数值模拟研究，分析得出：纤维在输送管上下壁面处分布较多，左右壁面处分布较少；纤维在输送管内速度逐渐增大，且增速越来越快。