基于多体系统理论构建数控机床刀具-工件相对位姿误差与几何误差源的映射模型,是实现机床结构件公差分配、滚动导轨和支撑轴承选型的前沿共性技术,其瓶颈问题是如何构建考虑刚弹位移耦合的滚动导轨安装面与运动副之间的误差传递关系,即误差均化作用系数。本论文紧密结合国家数控机床科技重大专项课题研究任务,重点研究直线滚动导轨副误差传递机理、以及构建滚动导轨安装面与运动副间误差映射规律的方法,仿真与试验分析相结合,定量确定误差均化作用系数,为真正实现数控机床整体几何精度匹配设计、装配工艺误差优化奠定理论基础。基于赫兹接触理论,推导出滚动体接触变形和接触压力的经验公式,对单滑块进行力学分析,求解出单滑块的承载力,建立了单滑块承载力和导轨几何误差的传递函数模型,基于四滑块滚动导轨副的力与力矩平衡方程和滑块变形与工作台变形的关系式,构建了工作台位姿误差和导轨几何误差的映射模型。提出了误差均化系数定义方法,并以法向直线度误差为例,揭示了误差均化作用机理。在上述理论分析的基础上,基于有限元中的弹簧单元法,构建导轨-工作台仿真分析模型,对影响误差均化作用的工作台刚度、滑块刚度、导轨副跨距、均布载荷、预紧量和几何误差形态进行仿真分析,同时对影响导轨基面-导轨有限元模型误差传递的螺栓和波形误差相对位置和基面误差频率进行仿真分析,基于相关性分析和非线性回归分析,拟合出均化系数与导轨几何误差系数的关系式。为验证波长对均化作用的影响规律,搭建了滚动导轨副误差均化实验平台,设计三组误差均化实验,检测滚动导轨副各层直线度误差,计算误差均化系数,与仿真结果相比较,得出实验结果和仿真结果不超过20%的结论,验证了理论分析和和仿真分析的正确性。