高速角接触球轴承是高速电主轴的主要支承元件。油气润滑是高速电主轴角接触球轴承的主要润滑方式,油气润滑二相流的对流换热是轴承的主要散热方式,直接影响轴承的温度场;油气两相在轴承腔内的分布情况对轴承的润滑情况有极大地影响,轴承油气润滑中的温度场与流场之间也相互作用、相互影响。因此,对角接触球轴承热流特性的研究有重要意义。本文基于弹流润滑、滚动轴承动力学和计算流体力学等理论,建立了角接触球轴承有限元分析计算模型,分析了轴承油气润滑过程中温度场和流场之间的耦合特性,重点分析了可压缩空气模型及润滑油黏温效应对轴承腔内润滑油分布及温度场影响情况。本文得到的主要结论有:(1)油气润滑中压缩空气在进入轴承腔后,由于空气压力与轴承温度的变化,引起空气的密度发生变化,进而又会影响轴承腔内的流场及温度场分布情况。随着轴承温度的升高,润滑油的黏度会持续下降,对轴承腔内的流场与温度场也有着较大的影响。(2)考虑空气可压缩条件下,轴承流体域内沟道表面平均油相体积分数相比空气密度为常数时增加28%,而外沟道表面则增加10%;当轴承温度较高时,空气密度较低,使轴承腔的沟道平均油相体积分数增大。考虑空气可压缩条件下的油气速度值较大;内沟道油气速度值比外沟道油气速度值更大。相比于空气密度为常数条件下的情况,考虑空气可压缩条件下滚珠的平均温度值低2.1℃,轴承内套圈的平均温度值低2.2℃,轴承外套圈的平均温度值低1.6℃。(3)当轴承温度较低,润滑油黏度较大时,轴承流体域的油相体积分数较小;当轴承温度达到40℃,润滑油黏度值处于0.035-0.045Pa·s之间时,轴承腔的内、外沟道表面,滚珠表面的平均油相体积分数都比较高。当轴承温度升高,润滑油黏度降低时,油气速度值逐渐增大。相比于润滑油黏度为常数条件下的情况,考虑润滑油黏温效应条件下滚珠的平均温度值高2.625℃,轴承内套圈的平均温度值高4.54℃,轴承外套圈的平均温度值高3.04℃;滚珠的温度值高于轴承内套圈的温度值,轴承外套圈的温度值最低。