随着国内外先进制造技术的快速发展，高速切削及高精度加工作为其主要特征，受到人们的广泛关注。实现高精度加工和高速切削的关键因素是高速度、高精度数控机床。近年来出现的电主轴单元，因其转速高、响应速度快，已成为高档数控机床的关键技术和核心功能部件，而永磁同步电主轴因其发热少、效率高、振动噪声小、调速范围宽且易于实现精密控制，已成为现今国内外竞相研究的重要方向。所以本文将对永磁同步电主轴的电磁力谐波的产生机理进行分析，并通过有限元法研究电磁力谐波及其对振动特性的影响。径向电磁力及其谐波是引起永磁同步电主轴振动和噪声的主要原因之一，而径向电磁力的大小则取决于永磁同步电主轴气隙磁密。为了找出提供最佳气隙磁密的永磁同步电主轴模型，本文将对三种不同磁极结构的永磁同步电主轴进行有限元瞬态计算分析，求得电主轴气隙中随位置和随时间变化的气隙磁密，再通过Maxwell应力张量法对作用在定子内表面上的电磁力进行计算，求出径向电磁力及齿槽转矩，并对它们进行谐波分析，确定最佳磁极结构。为了解决永磁同步电主轴振动噪声问题，提高其工作精度和运行平稳性，本文将针对内置式8段4极永磁同步电主轴的不同结构参数进行计算分析，求出各个参数下电主轴的气隙磁密、电磁力及齿槽转矩，描绘它们与不同参数之间的关系曲线，以及电磁力谐波幅值与各个参数之间的关系曲线，找出振动特性最佳的参数设计方案。