圆柱滚子轴承广泛应用于航空发动机、高速铁路、船舶等装置中。滚动轴承的性能好坏会影响到整个系统的工作性能。在轴承加工制造过程中,套圈和滚动体或多或少存在一定的几何误差,进而会影响轴承的承载特性和振动特性。因此,本文在滚动轴承动力学的基础上,在国家“十二五”科技攻关项目(编号为:JPPT-ZCGX1-1)及自然科学基金(编号为:U1404514)的资助下,就圆柱滚子轴承在考虑零件几何误差下的承载特性和振动特性开展了研究。本论文以圆柱滚子轴承为研究对象,采用傅里叶级数展开表达式来描述圆柱滚子轴承内、外套圈滚道的几何形状误差,包括误差幅值、误差方位角以及误差级数;用离散的数值来描述滚子直径尺寸误差。为研究考虑零件几何误差下的圆柱滚子轴承动态特性,本文在滚动轴承动力学理论的基础上,建立圆柱滚子轴承动力学非线性方程组,运用ADAMS软件进行建模,使用Fortran语言编写圆柱滚子轴承各零件之间的作用力子程序,采用预估-校正的GSTIFF(Gear stiff)算法对所建立的模型进行求解。以某型号圆柱滚子为研究对象,研究了轴承零件存在几何误差下的圆柱滚子轴承承载特性和振动特性。研究结果表明:单一滚子直径尺寸存在误差时,误差值为负值时,该滚子与滚道之间的接触载荷减小,而相邻的滚子与滚道之间的接触载荷增大,误差值为正值时,该滚子与滚道之间的接触载荷增大,而相邻的滚子与滚道之间的接触载荷减小;当多个滚子同时存在直径尺寸误差时,滚子误差的大小及排列顺序对轴承的载荷分布均会产生影响;当所有滚子直径尺寸误差值为随机值时,滚子之间随机误差值的极差越大,滚子与滚道之间的接触载荷变化量越大。内外滚道的误差幅值、方位角、误差级数都可能引起成滚子与滚道之间的接触载荷变化、滚子承载个数发生变化、滚子承载不连续的情况,进而造成轴承寿命降低;当内外滚道误差幅值、误差方位角和误差级数相同时,轴承载荷分布、寿命与内外滚道为理想状况下一致。随着内滚道、滚子直径的增加,轴承振动加速度值和各倍频的幅值均呈先增大后减小的趋势;随着外滚道直径的增加,轴承振动加速度值和各倍频的幅值均呈现增大的趋势;滚子直径对轴承径向振动加速度值影响最大,外滚道直径影响次之,内滚道直径影响最小。最后,在课题组搭建的圆柱滚子轴承保持架动态性能试验机的基础上,将存在直径尺寸误差的滚子代替理想滚子进行试验,测试理想滚子和存在直径尺寸误差的滚子对保持架打滑率的影响,验证本文所给出考虑轴承零件几何误差下的圆柱滚子轴承动力学模型的正确性。本文有关圆柱滚子轴承的承载特性和振动特性进行了相关的理论和试验研究,对圆柱滚子轴承设计与制造以及圆柱滚子轴承的选配等方面有一定的理论指导意义。