电主轴作为高速数控机床最重要的元件之一,同时也是高速数控机床生热最大的零部件,电主轴对组成其元件的刚度、精度要求都比较高,其中主轴电机的生热和轴承的摩擦生热是不可避免的,这些热源会使电主轴、轴承产生温度梯度,从而导致电主轴和轴承产生热变形,进一步让数控机床的加工精度受到严重的影响。高速电主轴的进一步推广在很大程度上受这一缺陷的限制。当前电主轴研究的主要内容之一就是想办法减少它的温升和变形。本文结合卧式加工中心用高速电主轴动态特性与热态特性研究项目,对电主轴单元的主要热源、传热机制、电主轴温度场和变形进行了深入的分析和研究,并通过有限元软件仿真及实验研究证实本文研究成果可有效的预测电主轴的温度场分布情况和变形大小。为提高电主轴加工精度提供了理论基础,主要的研究内容包括：(1)建立电主轴单元的有限元模型,进行电主轴单元温度场分布研究。分析电主轴的两个主要热源的发热量和传热机制,应用传热学理论,建立电主轴单元的热传递模型。并用实验验证仿真结果的正确性。(2)建立角接触球轴承的热-结构耦合有限元分析模型,对轴承的温度场和应力、应变进行分析。(3)建立高速电主轴热-结构耦合有限元模型,利用有限元法研究电主轴在高速运转过程中的变形,并进行实验验证。(4)提出了三种改进措施,改善电主轴的温度场分布以及变形量。