轴承是旋转机械中不可缺少的重要零件之一，其承载能力的高低、寿命的长短直接影响着与其配套的工作母机的性能的好坏，这就使得企业必须不断地加强技术创新，提高轴承的承载能力和疲劳寿命。目前我国的轴承行业在技术上与国际先进水平还有较大的差距，因此，要增强我国的轴承行业国际竞争力，振兴我国的轴承行业，我们就必须花大力气来提高产品的技术含量，研究出新型的轴承，以提高轴承的承载能力和疲劳寿命。陶瓷滚动轴承的开发可以追溯到上个世纪60年代，而陶瓷滚动轴承在高速轴承中的应用直到上个世纪90年代才受到广泛重视。我国对陶瓷滚动轴承的研究起步较晚。虽然，个别企业通过与国外公司的合作，掌握了一定的设计方法和生产技术，也有人发表了有限的研究论文，但是，目前在国内尚未见到比较完整的设计理论。而关于陶瓷材料圆柱滚子轴承的研究则更少。本论文在高速圆柱滚子轴承理论研究的基础上，用著名的有限元软件ABAQUS对普通钢制圆柱滚子轴承和陶瓷圆柱滚子轴承进行有限元分析，研究了转速对接触应力和等效应力的影响。结果表明，在正常载荷作用下高速圆柱滚子轴承的疲劳寿命主要取决于滚动体作用于外圈的离心力，减小滚动体离心力是提高此类轴承寿命的有效途径；在中、低速时，普通钢制轴承的寿命和可靠性均好于陶瓷轴承。但在高速时陶瓷圆柱滚子轴承在寿命方面显示出更大的优势。这些结论为陶瓷圆柱滚子轴承的设计与应用提供了参考。为了探索通过沿轴向改变滚动体材料性能来降低滚子的“边缘效应”的可能性，本论文用有限元法对功能梯度材料圆柱滚子轴承进行研究。首先，针对滚动体边缘材料弹性模量一定时，研究不同梯度层数对轴承最大等效应力的影响，结果表明，滚动轴承滚动体沿轴向采用功能梯度材料不仅可以减小界面之间的应力集中，而且适当梯度层数和材料性能在一定程度上可以降低轴承滚动体的最大等效应力；其次，针对一定的梯度层数，研究滚动体边缘材料性能的变化对轴承最大等效应力的影响，结果表明，最大等效应力随滚动体边缘材料弹性模量变化的规律曲线近似地呈开口向上二次抛物线变化，即滚动体边缘材料存在最优的弹性模量，可以使得轴承的最大等效应力为最小。然后，根据有限元分析结果，优化功能梯度材料滚动轴承的梯度层数和滚动体边缘材料性能范围，从而对这些参数进行优化，找出最优方案。本文证实了沿轴向改变滚动体材料性能降低滚子的“边缘效应”的可能性，这是具有创新意义的工作。