电主轴作为高等数控机床的核心部件,其动态性能直接影响到机床的加工精度和可靠性。随着电主轴转速的提高,以经验、类比、静态的传统设计方法已经不能够满足高端电主轴的设计需求,对电主轴进行动态特性分析,并开发适合各种类型电主轴的动力学综合分析软件则显得迫切和必要,以达到对电主轴动态设计的目的。本文研究的主要工作集中在以下几方面:(1)基于传递矩阵法,建立了电主轴单转子主轴系统的动力学分析模型,建立了临界转速、振型、不平衡响应和刚度的计算方法,并编写了通用计算程序。以HSM130型电主轴为例进行了计算分析,并结合实验进行比较。结果表明:固有频率的计算值和实验值误差在5%以内,验证了建模方法和计算方法的正确性。(2)基于整体传递矩阵法,建立了电主轴双转子主轴系统的动力学分析模型和计算方法,编制了通用计算程序。对TM280型电主轴进行了计算分析,讨论了结构因素对动力学性能的影响变化规律;讨论了双转子主轴系统动力学性能与单转子主轴系统动力学性能之间的关系。(3)开发了适合电主轴单、双转子主轴系统的动力学综合分析通用计算软件。该软件在建模时能够考虑电机转子的材料属性和轴系的附加质量,适合多支承、多跨距实心或空心主轴系统,可以计算任意阶次临界转速和振型,能够进行不同位置同时存在不平衡量的响应分析以及轴端动静刚度的计算。