作为机械装备的重要零部件,滚动轴承的动力学特性对整机的运转性能和精度保持性具有显著的影响。随着现代工业和科学技术的发展,机械设备需要轴承具有高承载能力、良好的动力学特性、高可靠性和高精度。然而,在加工和服役的过程中,轴承滚道表面会产生各种缺陷,如凹坑、划痕、裂纹和剥落等,缺陷会影响轴承的动力学特性,引发轴承的振动,导致机械设备运转精度降低,甚至失效。本文以深沟球轴承和角接触球轴承为对象,通过理论建模的方法研究轴承滚道表面缺陷对轴承动力学行为的影响,论文主要工作包括:以深沟球轴承为对象,结合Hertz接触理论和滚道控制理论,建立深沟球轴承运动学微分方程和内、外滚道表面凹坑缺陷模型,将表面缺陷模型耦合到轴承运动学微分方程中,建立考虑表面缺陷的深沟球轴承动力学模型,并发展了基于四阶Runge-Kutta法的求解算法。以轴承的速度-位移相图、轴心轨迹图以及速度和位移频谱图为表征手段,研究了滚道表面缺陷的数目、尺寸、位置、分布规律以及缺陷耦合油膜切向摩擦力、钢球离心力和偏心对轴承振动的影响。结果表明,多个缺陷、缺陷位于内滚道、缺陷位于承载区、缺陷均匀分布、油膜摩擦力和偏心等都将引起轴承更大的振动,且在频谱图中存在特征频率,离心力对轴承振动影响较小。将模型扩展到角接触球轴承,建立了考虑滚道表面缺陷的角接触球轴承三自由度动力学模型,研究了滚道表面缺陷的数目、尺寸、位置、分布规律以及缺陷耦合油膜切向摩擦力和偏心对轴承振动的影响,并考虑了缺陷形状和沿深度方向截面形状的影响。结果表明,随着缺陷尺寸的增大和数目的增多,轴承振动增强;内滚道缺陷均匀分布时,引起共振现象,振动增强;而缺陷随机分布有助于抑制振动;沿缺陷深度方向的截面轮廓对轴承的振动影响几乎没有差别;而缺陷的形状对轴承振动产生不同的影响,表现为正方形缺陷影响最大,圆形缺陷次之,三角形缺陷影响最小。通过位移频谱图的对比,发现缺陷位置不同、尺寸不同、数目不同、分布规律不同等,频谱图中会出现某些特定的特征频率。研究结果为滚动轴承的状态监控和故障诊断提供了理论支撑。