随着机械装备制造业的不断向前发展，产品加工开始向着高速，高效率，高精度的方向发展。机床加工精度已经跟不上产品制造业的发展，研究发现，机床的热变形是引起加工误差的主要因素，而机床主轴系统和进给系统热变形又是引起机床热误差的主要原因。本文针对主轴系统的温度分布和由此引起的热变形为研究对象，分析了主轴系统的热特性。　　主轴系统的核心部件就是起承载作用的轴承组，主轴轴承的摩擦热显著影响主轴单元的速度和动力学性能，是制约提高加工效率和精度的主要因素，也是主要的热源，所以对主轴系统轴承的研究就显得尤为必要。滚动轴承的力学理论经历了静力学，拟动力学，动力学的发展阶段。本文针对角接触球轴承的几何结构特点，建立起其接触力学模型，采用了静力学和拟动力学的方法，研究了轴向、径向载荷作用下滚动轴承的承载和变形特性，对它的力学特性进行分析，包括内外接触角，接触载荷，接触刚度，接触椭圆参数，摩擦力矩等轴承主要参数，并进行了实例计算，分析了预紧及转速对轴承特征参数的影响。　　以某机床为例，考虑了组配轴承下载荷的分布情况，计算出各个轴承在不同转速不同预紧下产生的摩擦热，在此基础上建立了主轴系统热—结构分析的有限元模型，将计算得到的轴承摩擦热作为热源加载到模型，分析得到主轴系统的温度分布和热位移分布。比较不同转速，不同预紧等级对结果的影响，提出降低主轴温度和热位移的一些措施。　　最后由于加工过程中，各个零件的属性不可避免的会出现不同，根据可靠性理论本文将主轴部件的热膨胀率与热传导率作为变量，建立了主轴系统的可靠性模型，并选用合理的可靠度计算方法进行分析计算，对主轴回转精度进行可靠性分析。