随着制造技术的快速发展,高速高精密数控机床已经逐渐成为机械制造领域的核心装备。作为数控机床核心功能部件的高速电主轴,其性能的好坏将会直接影响零件加工过程中的稳定性和可靠性。为了进一步提高数控机床的加工性能,对电主轴设计过程中关键指标分析及特性影响研究显得尤为重要。因此,本文以高速电主轴为研究对象,进行了以下内容研究:对高速电主轴结构特点进行了分析,得到了影响电主轴性能的关键指标,包括支撑特性、配合关系以及静-动态特性。基于赫兹接触理论,建立了角接触球轴承在轴向预紧力作用下的受力模型,得到了轴向预紧力与轴承接触角、接触载荷和接触位移之间的关系。同时分析了预紧力与轴承温升、寿命和刚度之间的关系以及轴承在高速旋转时其内部滚动体与内、外圈之间的相对位置关系和受力情况。基于弹性力学,对角接触球轴承内圈与主轴、轴承外圈与轴承座之间的配合关系进行了分析,得到了轴承在配合面处的接触应力和径向位移,揭示了配合公差对轴承接触角和刚度的影响;对电机转子与主轴之间的配合关系进行了分析,得到了电主轴分别在不同转速下过盈量和应力分布的规律;对加工误差、装配误差和热误差进行了分析,探索了不同工况条件对高速电主轴配合关系的影响。基于材料力学和转子动力学,对高速电主轴静-动态特性及其影响因素进行了分析,得到了主轴静刚度与轴承预紧力、主轴跨距以及悬伸量之间的关系。并通过有限元对电主轴模态和谐响应进行了仿真,探讨了电主轴动态性能在不同预紧力、主轴跨距和悬伸量下的变化规律。