近年来随着国内外核电、大型水力发电机、风力发电机等机械的迅速崛起使得市场上对大功率行星齿轮减速器的需求越来越大,然而大型硬齿面内齿圈则是行星减速机的重要核心零件。大型硬齿面内齿圈的磨削仍然是一个技术难点,已经有人基于蜗杆砂轮磨齿法设计了球形蜗杆砂轮磨齿机,但该磨齿机只是处于雏形阶段。机床主轴系统是机床的一个重要部件,其运行状况的好坏直接关系着机床加工精度的好坏。本文以球形蜗杆砂轮磨齿机为基础,对其主轴以及砂轮结构进行进一步设计,并且对主轴的回转精度与动特性进行研究。本文的研究内容主要有以下几点:(1)分析了原磨齿机的结构方案,对其原结构方案不足进行了改进。采用空心的带有液体平衡装置的砂轮可拆分式砂轮体结构,减小了砂轮体质量,改进了砂轮体的平衡性能、主轴的动态特性。(2)对主轴结构进行参数化建模,以其静刚度最大为目标函数,用有限元软件Ansys Workbench对主轴的结构参数进行优化,用优化结果对主轴的相应尺寸进行修改。(3)分析了主轴组件回转误差产生的原因,找出了主轴组件所导致的回转误差,对砂轮磨齿时砂轮体的径向跳动和摆动进行了建模与仿真,依据仿真结果提出了一些能够改善主轴组件回转精度的措施。(4)为了更合理的确定主轴的支承跨距,砂轮的质量,进行了主轴的动特性分析。