高速加工可以大大提高加工效率、被加工件的表面质量和加工精度，但由速度提高而产生的热效应也会对加工效果造成不利的影响。主轴单元作为高速加工机床的核心部件，在考虑热效应的前提下，分析传热过程、热位移，建立其拟动力学分析模型来研究主轴单元的热动力特性就成为了一个十分具有实际意义的课题。本文涉及轴承转子系统动力学、摩擦学和传热学三部分。由于角接触球轴承不仅可以承受轴向载荷和径向载荷，而且具有良好的高速性能、高刚度、简单紧凑的结构等特点，被广泛运用在高速主轴上。文章将以角接触球轴承作为高速主轴支承进行研究，分析轴承滚动体的运动、动力载荷和位移、摩擦热、传热机理，列出热平衡方程来完善主轴单元的数学模型，进而研究轴承的热特性和相关参数对其的影响，同时以GWE3500A型电主轴为例进行分析。通过对高速主轴单元的理论分析，相关参数的研究和实验验证，研究结果表明：1.在角接触球轴承高速拟动力学模型中考虑摩擦热的影响使得分析更加可靠，计算结果更加贴近实际测试值。2.速度对于主轴单元的运动性能影响显著，随着主轴转速的提高，内外圈的接触载荷由于受到离心力的作用，内圈接触载荷不断下降，外圈则不断提高；内圈接触角不断增大，外圈接触角减小。3.在高速段时，速度产生的摩擦热也会给主轴单元带来明显影响，不同型号轴承的内圈沟道中心热位移表现出的增大趋势也不尽相同。4.在10000r/min的转速下，预紧力对于内外圈温度、轴承刚度和主轴单元工作频率的影响基本可以忽略，不过随着速度的提高，预紧力的影响也会凸显出来。5.在10000r/min的转速下，润滑油粘度的增大会造成内外圈温度的相应上升，不过根据轴承的几何尺寸不同，温度上升的形式也不同。本文较为全面的分析了主轴单元的热特性，相关参数对主轴单元动态特性的影响做了深入的分析、总结和论证，给今后主轴单元的研究和设计人员提供一定的理论和设计依据，同时对于进一步高速主轴单元热动态特性的研究具有参考价值。