直径3米以上的大规格齿轮是航母等大型舰船、大功率风力发电机和重载工程机械等高端装备上的关键核心基础件,其精度的高低直接影响了我国高端装备的服役性能和核心竞争力。目前国内能够加工大规格齿轮的数控滚齿机床精度还远远不能满足我国重大装备和工程的需要,导致大规格滚齿机床长期依赖进口,被美国Gleason和德国Liebherr、Niles等公司垄断和控制,严重制约我国重大装备的研制,甚至威胁国家安全。大规格滚齿机床与中小规格机床相比尺寸更大、传动链更长,误差运动传递更为复杂,机床误差对齿轮加工误差的作用机理尚不完全明确,为大规格滚齿机床精度的提升带来困难。因此,本文针对大规格数控滚齿机床几何误差映射、溯源及补偿问题,开展了如下研究:（1）建立了滚齿加工齿面误差解析模型。将滚齿加工过程中的误差元素分为滚刀误差和滚刀-工件位姿误差,其中滚刀-工件位姿误差分为实际滚刀位姿误差、实际滚刀回转轴位姿误差和实际工件回转轴位姿误差,共计18项位姿误差元素。基于误差作用下齿面接触迹点参数不变假设,推导了滚刀误差和18项滚刀-工件位姿误差导致的齿面误差解析表达式。为验证解析模型的有效性,使用MATLAB编写了齿面误差仿真程序,将解析模型和传统切削仿真模型的计算结果进行了对比,结果表明解析模型的预测精度能够满足工程实际的需要,而且计算速度更快。该模型是后续建立大规格滚齿机床几何误差与齿轮齿面误差间定量映射关系的理论前提。（2）多头滚刀综合误差模型。为减轻多头滚刀螺旋槽式前刀面加工中出现的中凸现象,提出使用抛物线廓形砂轮刃磨滚刀螺旋槽前刀面的加工方法,提高滚刀前角和切削刃的加工精度。在分析滚刀误差来源的基础上,综合滚刀近似造形误差、齿形误差和切削刃螺旋线导程误差建立了多头滚刀综合误差模型,最终将滚刀的各项误差转化为相对滚刀渐开线蜗杆螺旋面的法向误差,利用本文提出的齿面误差解析模型对多头滚刀加工齿轮的齿面误差进行了预测和分析。使用该模型可以在已知多头滚刀误差的情况下预测齿轮加工误差,为多头滚刀精度的选择提供参考依据。（3）大规格数控滚齿机床几何误差映射模型。分析了大规格数控滚齿机床X、Y、Z、A、B、C六个运动轴以及滚刀、工件的安装等共计57项几何误差,采用齐次坐标变换的方法将大规格滚齿机床的57项几何误差转化为了滚刀和工件之间的18项位姿误差,然后基于本文提出的齿面误差解析模型,推导了57项机床几何误差导致的齿轮齿面误差解析表达式,从而揭示了机床几何误差对齿轮齿面误差的作用机理,为大规格滚齿加工齿面误差溯源和补偿提供了理论支撑。（4）大规格滚齿加工齿廓与齿距误差溯源。分析了大规格滚齿机床几何误差导致的齿面误差频率特征,通过测量直齿轮的齿廓和齿距误差,重构了齿轮的齿面误差曲线,采用频谱分析的方法追溯齿轮齿廓与齿距的误差来源。为消除滚刀/工件安装误差对溯源结果的影响:根据工件安装误差致齿面误差的数学性质,从齿轮的齿面误差曲线中计算得到了等效工件安装误差,从而分离出工件安装误差导致的齿面误差分量;通过测量滚刀两端轴台的径向跳动,辨识出滚刀的安装误差,从而分离出滚刀安装误差导致的齿面误差分量。在一台数控滚齿机床上进行了齿廓与齿距误差溯源实验,溯源结果与编码器和激光干涉仪的测量结果进行了对比,结果显示本文提出的误差溯源方法不仅可以追溯到机床的传动链误差,而且可以追溯到滚刀和工件主轴的运动误差。该方法可用于诊断齿轮的齿廓与齿距误差来源,为调整机床、消减机床误差提供指导。（5）大规格数控滚齿机床几何误差补偿。基于本文建立的大规格数控滚齿机床几何误差与齿轮齿面误差间的映射模型,提出了用于补偿57项机床几何误差的X、C轴补偿运动计算方法。针对大规格滚齿机床立柱质量大、惯性大的特点,对X、C轴补偿运动曲线进行了优化,给出了用于单侧齿面补偿和双侧齿面补偿的C轴补偿运动计算方法。在一台数控滚齿机床上进行了单侧齿廓和齿距误差补偿实验,补偿后的齿轮齿廓和齿距精度均提高1级,验证了补偿模型的有效性。