中文摘要：

本项目提出了一种通过创新圆柱滚子轴承的结构设计，增加轴承滚动体的弹性，以实现增大滚动体与内外圈的接触面积，降低滚动体与滚道的接触应力，提高轴承的安全服役寿命和承载能力，改善轴承动态性能的方法。主要研究基于弹性复合圆柱滚子轴承的创新设计理论的若干关键技术，包括弹性复合圆柱滚子轴承的结构与优化设计研究，弹性复合圆柱滚动体设计计算准则研究，承载能力计算方法研究，减振降噪机理研究，动力学建模与仿真研究，抗疲劳试验研究等内容。传统的实心圆柱滚子轴承有许多弊端，空心圆柱滚子轴承虽然能克服实心圆柱滚子轴承的某些不足，但同时也带来一些新问题。本项目提出的弹性复合圆柱滚子轴承具有实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的优点，同时克服了它们的不足。初步试验表明，新轴承有十分优异的性能。本项目的研究对象是机构学领域一项原创性成果，具有完全的自主知识产权，已经申报国家发明专利，在理论和工程应用方面都具有积极意义。

结论摘要：

圆柱滚子轴承是一种重要的机械基础件。为满足现代机械设备的高速、重载、高精度等极端工作条件和使用要求，在国家自然科学基金项目的资助下，项目负责人提出了一种全新的弹性复合圆柱滚子轴承的设计思想，发明了弹性复合圆柱滚子轴承；项目组对该轴承的结构组成原理、基本特性分析理论、通用设计方法与制造工艺等进行了深入系统的研究。项目的主要研究工作与创新性成果有:(1)发明了弹性复合圆柱滚子轴承。通过对实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的结构组成和应用情况的深入分析，找出了两种轴承应用中出现缺陷的结构原因。通过创新圆柱滚动体的结构，提出了弹性复合圆柱滚子轴承的设计思想，发明了弹性复合圆柱滚子轴承。弹性复合圆柱滚子轴承既保留了实心圆柱滚子轴承和空心圆柱滚子轴承的优点，又克服了两种轴承的缺陷，为提高圆柱滚子轴承的综合性能创造了条件。(2)建立了弹性复合圆柱滚子轴承基础特性分析理论。以最大剪应力强度理论为基础，建立了弹性复合圆柱滚子轴承的接触强度条件；利用有限元分析模型，证明了该轴承接触特性的优越性，得出了弹性复合圆柱滚动体在内壁弯曲疲劳寿命要高于空心圆柱滚动体和深穴空心圆柱滚动体的结论。对弹性复合圆柱滚子轴承接触区域应力沿轴向分布规律进行了分析，表明设计合理的深穴结构可以消除或减轻该轴承的“边缘效应”；确定了填充度和深穴结构尺寸参数是弹性复合圆柱滚子轴承滚动体结构设计的重要参数。(3)形成了弹性复合圆柱滚子轴承结构设计的通用方法。定义了弹性复合圆柱滚动体的填充度参数，将滚动体深穴边缘尺寸参数a、c作为弹性复合圆柱滚子轴承结构的基本设计参数，在两种不同工况下得出了填充度和深穴边缘尺寸的优化值。(4)设计了弹性复合圆柱滚动体的制造工艺，试制了第一批弹性复合圆柱滚子轴承。解决了弹性复合圆柱滚动体的同轴度、内孔和深穴、材料填充的加工难点问题；发明了滚动体深穴尺寸的检测工具。(5)建立了弹性复合圆柱滚子轴承的刚度分析模型并完成了刚度试验。建立了无预负荷和预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度计算模型；设计了两种轴承的刚度测试实验，并对两种轴承的刚度进行了测试，验证了两种轴承静态径向刚度计算模型的正确性。(6)对弹性复合圆柱滚子轴承的振动特性和疲劳机理进行了初步研究。 本项目的理论和实验研究验证了弹性复合圆柱滚子轴承设计思想的可行性，所得结论是进一步研究该轴承相关理论和工程应用的基础。