有效降低高速角接触球轴承的温升一直以来都是研究热点,而且众多研究成果也是围绕着如何有效提高轴承润滑效率来展开。为保障润滑能有效降低轴承腔的温升,本文提出在大功率高速电主轴用角接触球轴承的油气润滑中加入石墨烯,并在建立的气液固三相流的热流分析数学模型的基础上,探讨了轴承腔内由压缩气体、润滑油、石墨烯颗粒形成的气液固三相流对轴承腔热流场的影响规律。研究结果表明加入石墨烯颗粒的油气润滑油降温效果优于普通油气润滑,且石墨烯润滑油浓度为0.06%时降温效果最佳。研究结果对大功率高速电主轴用角接触球轴承的油气润滑技术提升有一定的借鉴意义。主要研究结果如下:（1）形成石墨烯润滑油环状流最佳条件的确定。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔内压缩气体、润滑油、石墨烯颗粒形成的气液固三相流的热流分析数学模型,为油气通道中石墨烯润滑油环状流动有限元分析提供边界条件,分析不同压缩气体速度时石墨烯润滑油在油气通道中的流动状态,确定了压缩气体速度30m/s,且石墨烯润滑油速度与压缩气体速度之比为1:10时,可形成稳定的石墨烯润滑油环状流。（2）高速角接触球轴承腔热边界条件的确定。经分析滚珠转动特性后得出轴承生热量,进而求得工况下轴承热流密度,并将此作为轴承腔生热边界条件;在此基础上,分析压缩气体与石墨烯润滑油在轴承腔中的对流换热,利用传热理论得出轴承腔的对流换热系数,并将此作为轴承腔换热边界条件。（3）含石墨烯的油气润滑对轴承腔温度场的影响规律。利用上述边界条件首先得到了轴承腔初始温度场,之后采用含石墨烯的油气润滑对轴承腔进行降温模拟。结果表明:在含石墨烯的油气润滑条件下,轴承腔初始温度场明显降低,且随着石墨烯润滑油浓度的增加轴承腔温度出现先降低后升高的趋势,石墨烯润滑油浓度为0.06%时轴承腔温度降到最低。（4）石墨烯油气润滑对轴承腔热流场的影响规律。以轴承腔中石墨烯润滑油体积分数、流体速度、石墨烯颗粒分布为影响因素,分析了其对轴承腔热流场的影响规律。研究结果表明:轴承腔中石墨烯润滑油体积分数越大的区域温度越低;轴承腔内圈与滚珠接触区域流体速度最大,该区域表面对流换热系数最高,换热能力也最强;石墨烯润滑油浓度相同时,随着轴承转速增大石墨烯颗粒扩散范围越广;当石墨烯润滑油浓度越大时轴承腔中石墨烯颗粒分布越密集,导致轴承腔温度场出现先降低后升高的结果。