电主轴是高档数控机床的关键部件,能极大地提升机床生产效率和产品加工质量。但电主轴的热力耦合效应往往比传统主轴单元更加复杂和剧烈,导致工作时的零部件更易产生变形和失效,不仅影响了电主轴的动态性能,也降低了零件的加工精度。为此,需要深入研究电主轴热力耦合的作用机理,建立更可靠的耦合模型,以便准确预测电主轴的动态性能,这对指导电主轴结构设计和提升机床加工精度具有重要意义。本文针对现有电主轴研究技术的不足,提出一种考虑温升与热变形直接耦合关系的电主轴热力耦合动力学模型,并开展相关试验进行验证。全文工作主要分为以下几个方面:（1）电主轴球轴承静动态特性建模与分析。基于Hertz弹性接触模型,建立电主轴球轴承的静动态特性分析模型。分析得到轴承各性能参数与转速的关联性规律,并讨论预紧力和轴承结构参数对轴承刚度的影响,分析结果对球轴承的结构设计和优化具有指导意义。（2）含摩擦热的主轴-轴承动态特性建模与分析。在电主轴球轴承动态特性分析模型的基础上,建立含摩擦热的主轴-轴承动态特性分析模型。分析各转速下的主轴-轴承运转特性和温升情况,同时计算得到了含摩擦热的球轴承各向动刚度,对相关变化规律给出了合理的解释。（3）基于热阻的电主轴稳态温度场分析与测试。应用传热学理论,提出基于热阻的电主轴热网络建模方法,给出电主轴稳态温度场计算流程。求解得到各转速下的电主轴温度和各支承轴承动态参数,然后进行电主轴温度测试,验证所建模型的有效性。（4）电主轴热力耦合动力学建模与测试。详细推导电主轴热力耦合动力学模型的建模过程,并设计电主轴振动测试平台,完成电主轴不平衡响应测试,以验证电主轴热力耦合动力学模型的有效性。综上,本文主要围绕电主轴的热力耦合动态特性展开研究,并开展了针对性的试验以验证所建模型的有效性。试验结果表明,本文所建立的模型具有良好的精确性。相关分析和结论为电主轴的结构设计和优化提供了基础,具有一定的理论研究价值和社会经济效益。