电主轴是高速数控机床的核心部件,由电机直接驱动,省略中间传递过程,因此在工作时可以实现极高的转速。轴承的疲劳、磨损和发热等问题会影响主轴系统的服役寿命。通常电主轴由多个轴承支撑,其结构特点导致轴承与轴承、轴承与主轴之间在受载和变形上存在相互影响、相互约束的关系。为合理地评估轴承的工作性能,需要从整个轴-轴承系统的角度对轴承进行分析。因此本文基于高速电主轴-轴承系统,对轴承的疲劳和发热问题进行以下几个部分的研究:（1）建立包含任意数量轴承的主轴-轴承系统的数值分析模型。该模型考虑柔性轴的变形,利用Timoshenko梁理论建立主轴模型。同时,轴承采用拟静力学方法建立模型,考虑由于滚动体的离心力矩和陀螺力矩,且考虑轴向预载和安装导致的初始角位移对轴承-轴系统的影响。本文还提出一种快速、可靠的系统数值模型求解方法。（2）为确保加工精度,轴承需要施加轴向预紧,以便提高轴承刚度,抑制系统振动。此外,对于主轴系统,在安装过程中轴承初始角位移是无法避免的现象。本文分别以二轴承-轴系统和三轴承-轴系统为研究对象,在复杂的工作条件下研究预紧和角位移对系统中轴承接触载荷和疲劳寿命的影响。结果表明其影响的程度与轴承的安装位置与布置形式有关。多轴承支承轴有利于提高转轴的刚度,实现高精度运行,并且提高系统寿命。（3）轴承手册中已规定轴承安装过程中角位移的允许误差范围,但满足条件的角位移误差的分散性仍会对轴承寿命分布产生影响。基于蒙特卡罗抽样方法,随机抽取满足正态分布的角位移数据样本,在高速和低速工况下,以变预紧力轴承-主轴系统为研究对象,分别计算考虑这些角位移样本的轴承的疲劳寿命。假定轴承寿命服从对数正态分布,从而可以确定其概率密度分布函数。结果表明从系统的角度分析,角位移对滚动体的接触参数与运动参数有显著的影响,这些参数之间存在复杂的耦合关系,从而导致轴承对数正态疲劳寿命分布的较大差异。（4）建立轴承的生热模型,并以变预紧力轴承-主轴系统为研究对象,研究在高速轻载工况下轴承外圈角位移、转速对摩擦热的影响。结果表明润滑脂粘度产生的摩擦是轴承的主要热源,主轴转速对轴承总产热量影响较为明显。轴承的产热量受很多因素的影响,应该从轴-轴承系统的角度去分析轴承的热问题。