在我国提出的《中国制造2025》制造强国战略中,把“高档数控机床研究”作为一项重点产业,将大力推动数控机床朝着高速、精密的方向发展。然而作为高档数控机床核心部件的电主轴单元,却因其噪声问题对机床的使用寿命、加工精度以及周围环境等产生了严重影响。因此本文在国家自然科学基金(51675353)的资助下,对高速电主轴的噪声进行相关研究,为未来电主轴减噪降噪,实现低噪声的优化设计提供理论依据。本文通过有限元仿真以及实验研究的方法,对电主轴的噪声源以及其在高速运行时的噪声进行分析,具体工作内容如下:(1)从电主轴的基本结构及工作原理为出发,对噪声的种类进行初步阐述,并从理论上分析了电主轴噪声的产生原因和影响因素以及主轴噪声的主要来源。(2)搭建电主轴噪声源的实验平台,通过对平行布置在主轴上平面不同位置的声压传感器采集的噪声信号进行数据处理和频谱分析后,寻找出电主轴主要的声源位置,并对混合噪声中的频率成分和噪声种类加以辨别。(3)搭建电主轴噪声特性实验平台。通过对150MD24Y30型电主轴以及100MD60Y4型电主轴在稳定运转时的噪声特性进行实验研究,得出主轴噪声与其转速的内在联系,并通过对比两个不同型号电主轴辐射的噪声,得出轴承内径的大小对主轴噪声的影响。同时,又将100MD60Y4型电主轴起制动阶段的噪声信号与其稳定运转时的噪声信号加以对比,分析了电主轴在起制动阶段的噪声特点。(4)电主轴电磁场有限元仿真分析。应用Ansys Maxwell电磁场分析有限元软件建立了电主轴的二维有限元模型,分析当电主轴转轴材料为陶瓷及金属时其电磁场的分布情况;同时,分别对电主轴在不同槽配合以及偏心情况下的气隙磁密以及径向电磁力进行研究,分析不同电主轴结构参数的改变对其噪声产生的影响,并与理论分析进行对照。(5)通过对高速电主轴噪声的仿真计算以及实验研究的结果进行分析,提出了几点减噪降噪的具体措施。