永磁轴承具有微摩擦、无磨损、无需润滑、无密封、微功耗、无污染、高速度、高精度、长寿命、可靠性高等一系列优良品质,特别是其微摩擦、微功耗和无污染等特点非常符合当今社会提倡的节能环保、低碳经济的要求。然而永磁轴承也有缺点,也就是仅靠永磁轴承支承无法实现转子的稳定悬浮,要使转子稳定悬浮,须至少在一个自由度上引入其他方式的约束。当前常用的做法是将永磁轴承与机械轴承、电磁轴承或超导磁轴承组合形成支承系统,使转子实现稳定悬浮。对于永磁轴承的研究,国内外学者做了很多工作,取得了很多成果。但从发表的文献看来,他们的研究对象多是单个永磁轴承,较少在整个支承系统中研究永磁轴承的工作特性；另外,对永磁轴承的理论分析较多,而实验研究,特别是对永磁轴承的动态实验研究较少。针对以上问题,本文做了如下工作：首先,分析了径向永磁轴承与机械轴承共同支承转轴,转轴受径向载荷时永磁轴承内磁环的运动规律。介绍了现有的永磁轴承磁力分析的主要方法,并用等效磁荷法得出径向永磁轴承偏转模型的磁力计算公式,从公式看出用等效磁荷法计算径向永磁轴承偏转模型的磁力很复杂。其次,用有限元法分析径向永磁轴承偏转模型的磁力,得出用偏转模型计算的径向磁力和轴向磁力均随偏转角的增大而增大；用径向偏移模型计算磁力和用偏转模型计算磁力相比,前者会高估永磁轴承的径向磁力而低估永磁轴承的轴向磁力；在偏转模型中,径向磁力和轴向磁力均随气隙的减小而增大,径向磁力随磁环厚度的增大而增大,而磁环厚度的变化对轴向磁力影响不大。再次,设计了永磁轴承实验平台,该平台不仅安装方便,而且可通过更换少许零部件实现对一对到四对永磁环组成的永磁轴承进行测试,可测得在静态下的轴向和径向磁力和刚度,以及动态下动态磁力和刚度的测量。对该装置的原理、整体结构和主要零部件进行了设计和分析。最后,对永磁轴承实验平台的转轴进行了径向磁力测量时的受力分析,并用SolidWorks的插件SolidWorks Simulation对轴进行静态仿真分析和模态分析,以对其强度、刚度和固有频率进行校核。