本发明属于大型机械设备设计、制造与装配技术领域,提供一种减小主轴—叶轮装配应力和主轴弯曲变形的设计方法。在叶轮轮毂盘底一侧端面离主轴表面一定距离处设置环向沟槽结构,沟槽形状根据具体产品的技术指标、加工设备条件确定;并采用大型商用有限元软件ABAQUS分别计算五种不同形状截面的主轴弯曲变形、Mises应力、接触压力和最大可传递摩擦扭矩,选择与主轴—叶轮相匹配的最优环向沟槽形状及尺寸。本发明在不显著减小摩擦扭矩的前提下,可以有效减小主轴热装配时的弯曲变形,同时还能够大幅减小应力集中程度,为解决大型旋转机械的主轴—叶轮过盈装配弯曲变形问题和应力集中问题提供良好的解决方案。