机械加工制造业作为国民经济支柱产业,在中国经济快速发展的同时,也不断地取得重大进步,高速加工技术也因其高效率、高质量、低消耗的优势越来越为人们所关注。电主轴系统作为高速数控加工机床的核心部件之一,其动态输出在很大程度上决定了机床的加工质量和精度,因此,对电主轴系统进行动态以及热态特性的分析研究具有十分重要的意义。本文以某公司ES系列BT40-4011-1500/12000-CX电主轴系统作为研究对象,以转子动力学以及传热学为主要理论基础,采用有限元方法建立了电主轴系统的热-力耦合模型,充分考虑了系统中动态特性与热态特性之间的互相影响,对系统运行过程中的耦合特性进行了有效预测。论文的主要研究内容包括:（1）简述电主轴系统基本组成。简要介绍了该型号电主轴系统的基本组成,对其主要零部件结构以及相关参数进行了介绍,其中重点介绍了电主轴系统的润滑系统和冷却系统,为之后的系统特性分析奠定基础。（2）电主轴系统的动态特性分析。根据电主轴系统的相关尺寸参数,采用制图软件建立了系统的二维和三维模型,对系统进行了单元划分,采用有限元方法建立了系统动力学模型,分析了影响系统固有频率的主要因素,并对不同工况下刀尖点振动响应情况做出了详细分析。（3）电主轴系统的热态特性分析。基于传热学理论对电主轴系统的主要热源以及传热散热机理进行了分析与计算,此外,基于基尔霍夫定律以及能量守恒原理建立了系统的热阻网络模型,得到了电主轴系统稳态及瞬态温度场分布情况,并分析了相关因素对系统温度变化的影响。进而,以此为基础计算了前后轴承的热位移,分析了热位移对系统固有频率的影响。（4）电主轴系统的热-力耦合特性分析。通过将电主轴系统动力学模型的控制方程与热力学模型的控制方程相结合,同时考虑了动态与热态特性之间的相互影响,基于有限单元方法建立了电主轴系统热-力耦合模型,对电主轴系统不同工况下的动力学响应以及热力学特性进行了详细分析。同时设计并进行了电主轴系统温升实验,通过实验与仿真结果的对比分析,验证了该模型的合理性。综上所述,本文采用有限元方法建立的电主轴系统热-力耦合模型充分考虑了电主轴系统动力学特性和温度变化之间的相互影响,能够有效预测系统在实际工作过程中的动态及热态特性,能够为数控加工机床电主轴系统的进一步优化设计研究提供基础,具有一定的学术意义和经济价值。