轴系作为机械系统的核心功能部件,在机床以及其它机械系统加工精度中起到决定性作用。轴承作为回转轴系的核心部件,与轴系的回转精度密切相关,广泛应用在重大装备与精密测量仪器上。本文基于回转副离散误差运动的不变量,研究了角接触球轴承以及多支撑轴系的回转误差运动模型,开展了不变量精度在分析评价、误差建模以及精度试验测试中的应用。主要研究方法与内容如下:(1)研究了定轴离散回转误差运动的几何性质,利用回转误差运动的不变量(最小球面像曲线与最小准线)描述误差运动与理想定轴运动的偏差,使评价结果不再受测量功能点及其坐标系的影响,建立其不变量精度评价指标。并基于此不变量,分析了固定敏感方向下的回转误差分布特性。(2)提出了角接触球轴承的回转误差运动模型,综合考虑了轴承零件的几何参数及其误差,零件物理属性,工况载荷,零部件弹性变形等因素之间的耦合关系,揭示了其零部件的特征状态与回转误差运动的映射关系,将轴承的回转不变量精度分析问题转化为模型几何物理约束方程的求解问题。(3)提出了多支撑轴系的弹性误差约束模型,建立了轴系回转精度与轴承的时变刚度,工况载荷,材料物理属性以及弹性变形等因素之间的耦合关系,揭示了轴系在多轴承支撑下的变形协调关系。并为后续装配工艺的优化以及精度设计提供了一定的依据。(4)搭建了轴承回转精度测试试验平台,依据标准检具测试原理,建立误差运动测试的运动几何模型,设计了轴承空间回转误差运动的测试方案,实现了轴承真实误差运动的求解,为轴承空间真实运动提供一种测试方案,并验证其轴承误差运动模型的准确性。本文关于轴承以及轴系回转误差运动的研究,揭示了零部件结构参数及几何误差,材料物理属性,弹性变形以及工况载荷对误差运动的影响规律,并验证其误差模型的有效性,对装配工艺优化与精度设计具有重要意义。