无保持架球轴承因滚动体个数多刚性好承载能力高,作为备用轴承广泛应用于磁悬浮轴承,用以减小转子下落冲击。然而对于无保持架球轴承滚动体之间存在接触现象,针对此问题课题组已开展在轴承外圈局部设计一种变径滚道的研究,使滚动体自动分散,减小滚动体的摩擦磨损。但由于局部变径滚道使滚动体与滚道接触状态发生变化,因此,本文针对无保持架球轴承进行滚动体与变径滚道之间的接触应力研究,通过分析滚动体与变径滚道之间的接触特性,采用理论建模与数值分析及试验验证的方法,分析变径滚道接触应力的变化,以此分析变径滚道因磨损而导致的滚动体离散失效。首先,对无保持架球轴承滚动体与变径滚道之间接触状态进行分析,确定滚动体与变径滚道接触应力影响因素;进而基于Hertz理论建立理想状态下滚动体与变径滚道接触应力模型;基于此模型建立考虑滚动体载荷、离心力、摩擦力作用滚动体与变径滚道应力模型,并综合以上研究确定接触应力影响因素。其次,分析滚动体载荷对变径滚道交变应力的影响,并对滚动体在不同运动下交变应力的变化进行分析,确定滚动体经过变径滚道不同时间间隔应力的变化规律;结合MATLAB编程对上述所建理论方程求解,分析已确定的因素对滚动体与变径滚道接触应力的影响;最终确定变径滚道所受交变应力的最大值,并结合Archard模型对带有变径滚道的无保持架球轴承磨损进行失效分析计算。最后,为验证所建滚动体与变径滚道接触理论模型的正确性,建立有限元模型仿真分析滚动体进出变径滚道时的接触应力的变化规律;在轴承测量机上进行无保持架球轴承接触试验,对无保持架薄壁球轴承加工变径滚道并进行等效接触应变试验,验证无保持架球轴承滚动体与变径滚道接触理论模型准确性。本文通过对无保持架球轴承滚动体与变径滚道的接触特性进行分析,确定了接触应力的影响因素及其对接触应力的影响规律,得到变径滚道交变应力最大值及因磨损导致滚动体离散失效时间,该研究对无保持架球轴承变径滚道的设计优化具有重要意义。