新一代高速电主轴的工况特点是低速大转矩和高速大功率，预紧力可控技术是很有发展前途的新方向。确定主轴轴向最佳预紧力，实现电主轴在包含低速大转矩与高速大功率整个工作范围内动力学品质全局兼优是预紧力可控的基础。本文在国家自然科学基金项目“最佳预紧力电主轴振动控制技术研究”(50475073)的基础上，围绕最佳预紧力的获得展开动力学和热力学分析，着重研究以下几个方面的内容： 基于整体传递矩阵法与滚动轴承分析理论，首次建立了高速电主轴整机三转子耦合动力学模型。运用MATLAB平台开发基于GUI的电主轴动特性分析通用计算程序。以某款立式铣削用电主轴为例，完成其动态特性计算，探讨了预紧力与主轴动态特性的关系，并将整机三转子耦合动力学模型临界转速计算结果与传统的单转子、双转子模型的计算结果进行对比分析，最后完成了电主轴系统结构参数对动态特性的灵敏度分析。结果表明三转子模型与单转子、双转子模型计算结果存在差异；改变电主轴系统结构参数能够改善电主轴的动力学特性，其中预紧力是最敏感的因素。 设计普通主轴预紧力可控实验台，以主轴为受控对象，建立包含测速传感器、单片机控制器、功率放大器、液压系统与液压作动器的硬件装置，为电主轴预紧力可控的实现奠定了基础。 基于电主轴动态特性分析通用软件对设计试验台进行动力学分析，确定不同转速段轴承最小预紧力。采用有限元法建立电主轴的热态分析模型，完成不同转速与轴向预紧力作用下轴承部件的工作温度CAE分析，以实际允许工作温度来确定不同转速段对应的轴承最大预紧力。以低速大转矩段满足高刚性，高速大功率段控制温升为准则，综合运用电主轴动力学特性与电主轴热态分析的理论与方法，提出整个工作转速范围内的各转速段的最佳预紧力。