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随着机械加工水平的提高，制造业对机械设备的性能要求也愈来愈高。关于高速精密电主轴而言，其受热所引发的热变形对电主轴的加工精度影响很大。目前，对于机床电主轴的研究大多集中在其整体加工性能的研究，而较少的考虑电主轴上各机械接触界面对其性能的影响。机械结构中的结合面对机械系统热特性有很大影响。接触界面的热阻是传热领域基础性的重要问题，其大小影响着机械系统精度和可靠性。本文围绕机械接触界面的接触热阻问题和高速精密电主轴的热态特性展开研究，归纳如下: 本文对描述粗糙表面的分形理论模型做了简单的表述。利用二维W-M函数模拟了二维的粗糙表面，体现了粗糙表面的具有自仿射性、处处连续和处处不可导性;利用三维W-M函数模拟了三维的粗糙表面，讨论了分形维数D和分形粗糙度参数G对表面粗糙轮廓表征的影响。为了更直观的体现粗糙表面的几何特征，本文还将数据导入三维建模软件中生成了实体模型。 利用表面接触的分形理论，计算接触面的无量纲的接触面积，微凸体的接触热阻由基体热阻和收缩热阻组成，针对其所形成得接触对，建立了一个考虑接触界面基体热阻、收缩热阻和间隙热阻的表面接触热阻模型，不同的分形参数对接触热阻的影响被讨论。同时本文基于该模型选取了几种常用材料，计算了同样分形参数下的实际接触面积和接触热导，对比了不考虑间隙介质的热导模型，最后文章分别讨论了同样接触载荷下分形参数对无量纲的接触面积和无量纲的接触热导的影响。结果表明该模型参数意义明确，可有效预测界面热导，为粗糙表面接触传热问题的进一步研究提供了有效的参考。 本文针对圆柱间环形结合面提出了一种接触热阻的实验装置和实验方法。装置利用圆柱试件形成环形接触界面，装置内部加热棒用于加热，装置外部有循环水道用于冷却。本文以铝合金5454为研究对象实测了相关接触热阻和导热系数，结果显示温度沿径向变化曲线与理论研究一致，导热系数的平均测试误差在10％左右，基本满足实验要求，为进一步研究环形界面的传热问题奠定了基础。 本文以立式加工中心电主轴系统为研究对象，分析了电机旋转生热和轴承摩擦发热，对电主轴模型在有接触热阻和无接触热阻两种情况下的稳态温度场和稳态热变形进行有限元分析，讨论有接触热阻和无接触热阻情况下电主轴系统温度和结构变形变化量，最终论证了接触热阻对电主轴热温度场和热变形的影响。