本实用新型涉及一种ATC球槽直线滚动机构，包括滚珠转塔和与滚珠转塔传动配合的出力轴，所述的滚珠转塔内具有直线球槽，出力轴的输入端外周面具有沿出力轴轴向间距排列的半圆弧槽，所述的半圆弧槽内通过埋头螺钉固定有球槽保持架，球槽保持架内安装有与直线球槽滚动配合而实现出力轴直线运动的大钢球，贴合半圆弧槽表面弧形排列有小钢球，大钢球与小钢球滚动配合。本实用新型采用大钢球沿直线球槽作直线滚动运动，使得大钢球与直线球槽之间只产生滚动摩擦，因此极大地降低了运动摩擦所带来的零件磨损，并且机构失效时，只需更换出现磨损的大钢球和小钢球即可，无需更换整个出力轴，有效地降低了换刀装置的使用成本。