滚珠丝杠是直线机电作动器内的主要传动与执行元件之一。一些用于航空航天设备的机电作动器,对所使用滚珠丝杠的综合性能要求相对苛刻。针对这种情况,有必要对高承载状态下精密滚珠丝杠的接触特性、加载性能、优化设计等问题开展研究,以期通过相关研究最终实现高承载状态下精密滚珠丝杠综合性能的提高。因此,本文首先基于相关力学理论与有限元方法,针对研究课题中所涉及的滚珠丝杠进行了弹塑性接触力学特性分析,研究了高载荷状态下滚珠循环滚动对滚道残余应力演化的影响,并对接触过程中接触角变化进行了分析与预测。同时,针对机电作动器用滚珠丝杠在某些特殊工况下,其运行平稳性降低这一现象,本文建立了有限元动力学模型并进行了分析,根据分析结果,从滚珠丝杠的摩擦自锁效应、滚珠出入反向器的冲击、滚珠在反向器内的冲击碰撞等方面分析了该现象的成因,并提出了减小该现象发生几率的设计思路。并针对机电作动器需长期可靠运行的要求,分析了可能造成作动器内滚珠丝杠失效的外部和内部因素,并讨论与分析了这些失效形式对滚珠丝杠正常工作的影响和延缓失效发生的思路。然后,本文作者针对研究课题的试验需求,设计并安装了一种实用的滚珠丝杠试验装置,对该课题中所涉及的滚珠丝杠进行了试验。试验中测量并分析了了滚珠丝杠在激振力驱动下推动大质量载荷时与恒力加载时的力响应特性、温升特性、振动特性规律。最后,本文以提高接触性能为目标,基于Matlab的非线性优化功能进行了滚珠丝杠接触参数优化,并使用有限元方法验证了优化结果的合理性。