轴承摩擦力矩直接影响轴承在使用过程中的运转阻力以及能量损耗,过大的摩擦力矩不仅会使轴承过快升温,加速润滑剂劣化,还会使轴承表面磨损加剧,影响轴承的使用寿命,研究摩擦力矩对于机械的运转精度、信息传递的精确率以及旋转的灵活性都有极为重要的现实意义。本文通过理论建模与试验测量相结合的方式,研究了圆锥滚子轴承滚道凸度及粗糙度对轴承摩擦力矩的影响,并设计了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机,完善了圆柱滚子轴承摩擦力矩检测手段。基于滚道凸度、内外滚道及挡边粗糙度对圆锥滚子轴承摩擦力矩的影响,通过Hertz接触,对弹流润滑条件下的圆锥滚子轴承内、外滚道与滚子的线接触进行分析,分别计算了滚子和滚道的滚动摩擦力,内圈挡边和滚子球基面的滑动摩擦力,滚子与内圈滚道之间的粘性滚动阻力矩;建立与轴承滚道凸度及粗糙度相关的圆锥滚子轴承摩擦力矩计算方法,并通过Matlab计算求解其关系。为防止滚道凸度值过大,出现应力集中现象,通过滚道凸度值对轴承滚道接触应力影响规律分析,确定滚道凸度与轴承接触应力的关系,将被测轴承滚道凸度控制在合理的范围。通过控制轴承滚道凸度值与粗糙度的大小,对被测轴承进行了摩擦力矩分组试验,测量了不同滚道凸度及粗糙度变量条件下的圆锥滚子轴承摩擦力矩,将实际测量值与理论计算值进行了对比,从而验证了圆锥滚子轴承摩擦力矩理论模型的正确性,确定了滚道凸度及粗糙度对轴承摩擦力矩的影响规律。分析表明,圆锥滚子轴承摩擦力矩随载荷的增大而增大,当滚道凸度值在合理范围内时,滚道接触应力随着滚道凸度的增加而增大,较大凸度值有利于减小轴承摩擦力矩;随着粗糙度的增加,轴承摩擦力矩逐渐增大,合理控制轴承滚道及挡边的粗糙度有利于减小轴承摩擦力矩。为准确测量圆柱滚子轴承摩擦力矩,基于平衡法测量原理,采用在轴承两侧挂砝码,测量杆与力矩传感器为拉簧的方式,设计了圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机,并通过测量试验,验证圆柱滚子轴承摩擦力矩试验机的可靠性。试验机可测量的圆柱滚子轴承尺寸范围为内径30～60mm,外径72～130mm,宽度18～35mm;施加径向载荷范围为0～10000N;试验机转速范围为0～2000r/min。