随着中国制造2025重大战略的实施,机械制造业将迎来更加快速发展的机遇,这对数控机床智能程度和加工精度提出了更高的要求。主轴系统作为数控机床关键功能部件之一,其回转精度是保证机床制造精度的关键。干气密封作为一种非接触式机械密封,与数控机床中常见的接触式密封相比,具有低磨损,低发热,可靠性高的优点。因此,数控机床主轴干气密封理论研究具有重要意义。本文基于流体动力学基本理论,对螺旋槽干气密封端面气膜进行数值仿真,分析了结构参数对密封性能的影响;基于非线性最小二乘法建立主轴回转误差数学模型,同时利用激光位移传感器进行试验,分析误差原因。具体研究内容如下:（1）分析螺旋槽干气密封的工作原理,比较了几种螺旋槽干气密封的典型结构特点,完成了一种螺旋槽干气密封结构设计;基于流体动力学基本理论,依据密封腔内润滑膜流动特性提出了合理的干气流动假设条件,建立了干气润滑膜的流体动力学模型。（2）利用Gambit进行边界条件设定及网格划分功能,建立了螺旋槽动环与静环间润滑气膜的三维有限元计算模型;利用Fluent对端面间流场进行数值计算,得到了润滑气膜的压力分布云图,分析干气润滑膜的典型工作特性;针对干气密封结构的性能评估指标,编写了 Matlab计算程序,对有限元计算结果进行处理,得到了密封结构的开启力、气膜刚度和泄漏量等性能参数,分析了螺旋角、螺旋槽槽数、槽台宽比、槽坝比、槽深膜厚比等结构参数对开启力、气膜刚度和泄漏量的影响,确定了密封结构参数的取值范围。（3）以HTC2050数控机床为研究对象,利用非接触式激光位移传感器对其主轴径跳进行了测试试验;基于非线性最小二乘法,对编写了 Matlab程序对试验数据处理,分离了回转周期径跳和残差;利用L-M法对数据进行拟合,通过FFT算法获得拟合数据的频谱,其残差频谱主要为主轴回转频率的1/2,2,3倍频率。分析了不同位置及不同转速误差产生原因。