变速箱性能的好坏直接影响到汽车的整体性能,高品质的变速箱试验台是获得变速箱准确测量数据的首要条件,而高速主轴单元则是试验台架核心部件,其对变速箱测试结果有较大影响,所以对该部件进行研究具有一定的实际意义。本文先调研了电主轴单元的研究现状,再选用一种常用主轴结构,对主轴单元结构进行详细分析。其次,先对主轴单元刚度分析后并列举了提高主轴刚度的措施,再对主轴单元进行静动态力学分析。为了避免其固有频率与外界激励频率一致引起系统共振现象而导致主轴单元产生严重变形甚至断裂,研究了主轴各阶模态固有频率、振型和临界转速等,以及在一阶固有频率附近的响应特性,尤其是主轴前端、中部、后端关键节点的最大变形情况,分析结果表明结构是合理的,但是临界转速等值存在严重过剩现象。最后,根据以上分析结果对结构进行优化设计,确定了主轴单元获得最大刚度的主要因素是跨距,并对跨距进行分析得出了其最优值。同时为了消除各轴心不对中产生的振动,将传动轴由之前两段合成一段,并且增加了轴套装置,通过对优化后的轴套与轴进行静动态力学分析,得出主轴单元固有频率、最大应力、应变和动态响应位移。由分析结果可知,主轴单元临界转速由36993r/min降为25679r/min,能满足试验台最高工作速度6000r/min的要求,改进后的结构消除了由于轴心不对中所产生的振动。