本文主要应用随机有限元方法，在确定性有限元分析的基础上，建立了高速电主轴的随机有限元分析理论模型；针对高速电主轴这一关键部件，搜集了电主轴常见的故障模式及原因，应用故障模式及影响分析的方法，分析出了电主轴的薄弱环节，进而确定了电主轴的可靠性设计与分析指标；利用ANSYS及模糊可靠度理论对电主轴进行了抗共振的可靠性分析；应用ANSYS对电主轴进行抗热变形的可靠性分析以及应用系统可靠性分析理论计算了总可靠度。最后，建立电主轴可靠性试验的平台，并对电主轴的平均寿命进行了评估。　　 介绍了可靠性基本理论及可靠度计算的常见方法，重点介绍了蒙特卡罗分析方法的基本原理及基于Neumann展开Monte-Carlo随机有限元的基本理论，为下面的ANSYS的概率分析模块奠定基础，同时也是本文的核心理论基础。　　 通过应用FMECA的分析方法，对电主轴的常见故障进行搜集整理，应用MATLAB中的统计工具箱，分析了高速电主轴的薄弱环节。　　 根据随机有限元方法的基本原理，建立了高速电主轴的固有频率的数字特征的理论模型，运用ANSYS软件中参数化设计语言与蒙特卡罗法相结合的随机有限元法研究高速电主轴抗共振的可靠性，以转子-轴承系统为对象，选择多种设计参数为随机变量，在设定的统计分布情况下进行电主轴避免共振的可靠性分析，通过模糊可靠性理论计算了高速电主轴抗共振的模糊可靠度。　　 根据随机有限元方法的基本原理及热分析有限元算法，建立了随机稳态温度场及随机热变形的理论模型，针对高速电主轴的温升及热变形的问题，以240XDJ24y型电主轴为例，计算了电主轴的热源的发热量及传热系数，通过建立电主轴的热结构有限元模型，将主轴材料的物理特性及热态性能参数视为随机变量，并应用将蒙特卡罗法和常规有限元法相结合的随机有限元法，利用ANSYS里的PDS分析模块，计算了电主轴的随机稳态温度场，并应用应力-强度干涉理论计算了电主轴热变形的可靠度。　　 最后，建立了电主轴可靠性试验平台，通过对主轴刀柄加载模拟实际工况，利用状态监测的手段监测电主轴的温升及振动信号，通过基于性能退化的方法处理监测的数据，计算了电主轴的伪失效寿命，采用半经验评估的方法计算了电主轴的平均寿命。