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将精密球轴承不可重复跳动（NRRO）的研究引入到主轴系统分析中，阐述了主轴系统NRRO的概念。应用滚动轴承几何学、弹性力学和滚道控制论，给出了高速角接触球轴承由内圈、外圈、钢球几何误差与球数变化所引起的NRRO的数值计算公式。为了在设计阶段揭示NRRO对精密主轴的影响规律，建立了考虑NRRO效应的主轴系统动态预估模型。计算实例和理论分析表明：球轴承中当一个钢球误差较大时，NRRO值随着球数增加而降低；内、外圈的几何误差对系统NRRO的影响较小；钢球本身的表面几何误差对系统NRRO的影响比较显著。针对现有轴