航空发动机主轴轴承是指发动机转子的支点轴承,是航空发动机极其重要的部件之一,其工作性能直接影响发动机的性能和飞机飞行的安全性。主轴轴承的工作环境恶劣、旋转速度高、工作中承受交变载荷和剧烈的振动。主轴轴承寿命和可靠性问题已经成为提高航空发动机推重比的障碍之一。游隙是滚动轴承的重要参数,与其使用寿命和可靠度密切相关,并且受到多种随机因素的影响。轴承在出厂时的游隙称为原始游隙。原始游隙受到轴承本身设计、加工、装配以及检测等随机因素的影响,是一个随机变量,该随机变量的分布类型和分布参数可以统计得到。主轴轴承在发动机上安装时一般采用“内圈过盈配合、外圈过渡配合”的安装方案,轴承套圈发生弹性变形,轴承的游隙减小,此时的游隙称为配合游隙。轴承在装配时游隙的减小量与装配过盈量和配合表面质量等随机因素相关,因此轴承装配后游隙的减小量也是随机变量。主轴轴承在运转时,受到热变形、离心力、轴系载荷、摩擦、润滑等随机因素的影响,其游隙再次发生随机变化,此时的游隙称为是工作游隙。工作游隙影响轴承的多种失效模式,是轴承结构设计的难点之一。用可靠性方法研究轴承游隙是提高轴承寿命的重要手段。本文以航空发动机主轴轴承为研究对象,以可靠性理论为指导,研究了影响轴承游隙的随机变量的统计规律,并建立了这些随机变量与游隙之间的概率模型。同时基于滚动轴承拟静力学分析研究了轴承接触疲劳失效模式,基于分岔理论研究了轴系非线性动力学稳定性失效模式,为确定轴承最优工作游隙的置信区间提供了理论依据。最后基于广义的应力-强度干涉模型提出了主轴轴承原始游隙的可靠性选取方案和工作游隙的可靠性保障方案。该研究一方面能够向轴承生产企业提供基本的可靠性设计数据和可靠性设计理论,另一方面能给轴承用户提供可靠性使用规范。