本文从理论和试验两方面展开对圆柱滚子轴承混合润滑问题的研究,主要内容分为4部分:建立了圆柱滚子轴承的有限长线接触非牛顿热混合润滑模型;对热混合润滑条件下的磨损行为进行分析;进行了圆柱滚子轴承的动态热混合润滑分析;试验研究了启停阶段圆柱滚子接触副的润滑性能。首先,考虑了粗糙峰的弹塑性变形,基于平均流量模型,建立了有限长线接触非牛顿热混合润滑模型,研究了表面纹理参数和表面硬度对圆柱滚子轴承润滑性能的影响。结果表明,在混合润滑条件下,滚子端部的润滑状态比滚子中部的恶劣;当表面纹理参数为1.0和硬弹比取0.01～0.03时,圆柱滚子轴承的润滑性能最好;当综合考虑表面纹理参数和表面硬度的影响时,两者的影响程度不同。其次,以有限长线接触非牛顿热混合润滑模型为基础,耦合Archard磨损模型,建立了热混合润滑条件下的磨损模型,分析了磨损长度、表面硬度和粗糙峰半径对磨损和润滑性能的影响。结果表明,滚子端部的磨损深度最大;随着磨损长度的增大,一定程度上改善了滚子中部的润滑状态,但是使得滚子端部的润滑状态恶化。表面硬度较大时,能减小磨损深度,但粗糙峰接触压力也较大;表面硬度较小时,磨损加剧,并且使滚子端部的润滑状态恶化。粗糙峰半径较小时,磨损深度增大,且滚子端部膜厚减小。再次,建立了滚子-外圈间有限长线接触动态非牛顿热混合润滑模型,研究了启停阶段润滑油的环境粘度、最大赫兹压力及表面粗糙度对圆柱滚子轴承的滚子-外圈接触副润滑状态的影响。结果表明,在启停过程中,同一速度下,减速阶段的最小膜厚总是大于加速阶段的最小膜厚,并且润滑油的环境粘度越大、最大赫兹压力越大,加速与减速阶段的最小膜厚差值越大,但粗糙度对加速与减速阶段的最小膜厚差值的影响并不明显。最后,采用光干涉技术,研究了滚子表面粗糙度和加速度在启停过程中对油膜形状和厚度的影响。结果表明,滚子表面粗糙度越大,加速阶段及匀速阶段前期的膜厚越大,但在油膜稳定后及减速阶段的膜厚越小;滚子表面粗糙度越大,沿滚子轴向的膜厚波动也越大,但油膜厚度增大后,沿轴向的膜厚波动有所减小。加速度会影响不稳定时的油膜厚度,在同一速度下,在加速阶段,加速度越大,油膜厚度越小,在减速阶段,加速度越大,油膜厚度越大,但当油膜稳定后,不同加速度条件下的膜厚几乎相同;在整个启停周期,同一速度下,加速阶段的膜厚总小于减速阶段的膜厚,这与理论结果一致。