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铁路轴承套圈外圆磨床作为铁路轴承套圈的精密磨削装备，其热态特性直接影响到铁路轴承套圈的表面质量，因此开展铁路轴承套圈外圆磨床热态特性分析具有研究意义。本文以3MK2125型铁路轴承套圈外圆磨床为研究对象，基于有限元法完成磨床的热态特性分析和热结构设计。具体工作内容如下: (1)建立3MK2125型铁路轴承套圈外圆磨床的三维数字化模型和热力学分析模型，分析了磨床中能量的传递途径和传递方式，建立了铁路轴承磨床的能量流模型。 (2)基于牛顿流体本构方程，推导出可倾瓦动压轴承和推力滑动轴承剪切油膜的摩擦扭矩的计算方程;根据能量守恒定律，建立可倾瓦动压轴承主轴润滑系统的热力学平衡方程。 (3)研究可倾瓦动压轴承砂轮主轴和工件主轴系统中热源的建模方法，计算热边界条件，建立主轴系统的热力学模型，分析计算主轴的温度分布和热位移分布，完成相关因素对主轴系统热态特性的影响研究。 (4)研究可倾瓦动压轴承砂轮主轴系统、工件主轴系统、切削液和导轨润滑油等因素影响下磨床整机的热态特性，计算单一因素影响下的磨床磨削热加工误差;开展实际工况下的磨床整机热态特性分析研究，计算热变形对磨床磨削加工精度的影响;开展可倾瓦动压轴承砂轮主轴系统单因素作用下磨床整机的热力学性能试验，测量砂轮主轴轴端的温升和热位移，验证本文提出的磨床热力学分析模型的准确性。 (5)根据磨床热态特性分析研究结果，结合磨床工作原理，系统地分析推力滑动轴承轴向位置、润滑油流量、切削液温度、导轨润滑油温度等因素对磨床热态特性的影响，并完成磨床结构热设计。 研究结果表明:通过测量可倾瓦轴承主轴系统砂轮端温升和热位移，看出实验值和理论结果的最大相对误差仅为18.75％，验证了本文提出的热力学模型。针对3MK2125型铁路轴承套圈外圆磨床，可倾瓦动压轴承砂轮主轴系统和切削液是影响磨削加工精度的主要因素，增大润滑油流量、降低平-V静压卸荷导轨润滑油温度、角接触球轴承选用更高粘度的润滑脂，磨床的轴向热加工误差降至80.79μm，降幅为32.88％，砂轮的修整误差降低至85.83μm，降幅为29.86％。