本发明涉及一种测功机主轴浮动结构，包括轴向浮动单元、径向浮动单元，所述轴向浮动单元由内花键套和外花键轴组成花键副，所述内花键套通过双膜片联轴器与主轴箱连接，使所述轴向浮动单元径向与主轴箱之间形成浮动对接；所述内花键套端面安装有挡板，对外花键轴轴向限位；所述内花键套和外花键轴上分别安装左右弹簧支座，弹簧通过外圈定位的方式设置于左右弹簧支座内；所述外花键轴能够在内花键套内轴向滑动，并且轴向有弹簧预压，使外花键轴与内花键套之间形成轴向浮动对接。本发明结构紧凑，易于装配，方便调试，零件加工难度不高；与三合一电机对接端花键轴方便拆卸换型，整体结构柔性较高；内部弹簧更换便捷，易于维护。