滚动轴承是重大装备的重要基础零部件,其性能与寿命直接影响装备的工作性能、可靠性和安全性。保持架作为滚动轴承的核心部件,其动力学特性决定着轴承的性能和寿命。保持架运动不稳定导致轴承保持架磨损、断裂等问题十分突出,是目前迫切需要解决的工程难题。轴承保持架动力学特性影响因素较多,机理十分复杂,目前对于复杂载荷、间隙变化、不平衡等条件下保持架运动变化的理论与试验分析仍然存在许多挑战,对其影响规律认识不足。因此,开展滚动轴承保持架动力学特性及其试验研究,具有重要的科学意义和工程应用价值。本文以角接触球轴承为研究对象,提出了保持架动力学建模与分析方法,研制了保持架运动测试试验系统,采用理论分析与试验研究相结合的方法,研究了负载、保持架间隙、保持架不平衡、转子不平衡等因素对轴承保持架运动特性的影响,取得的主要研究成果如下:建立了包含保持架三自由度的角接触球轴承动力学模型,模型中考虑保持架与钢球、套圈间的相互作用,并引入了保持架不平衡力；进而推导出保持架和钢球的运动微分方程以及内圈平衡方程;提出采用Newton-Raphson和Newmark-β相结合的方法求解轴承动力学方程组,获得了保持架动力学特性理论分析方法,并通过典型实例分析验证了方法的准确性与有效性。提出了保持架空间运动的非接触测试方法,在设计搭建复杂载荷模拟的滚动轴承试验器上,采用原位测量盘与轴承座布置电涡流传感器,实现了角接触球轴承保持架径向和轴向运动测试;通过试验获得了典型工况下保持架运动的时域波形、频谱、质心运动轨迹特征,明确了保持架运动特征,并与动力学模型仿真结果进行对比,测试结果与仿真分析一致,进一步验证了动力学模型的准确性。研究了转速和负载(包括轴向载荷、径向载荷和弯矩)对角接触球轴承保持架运动的影响并进行了试验对比,揭示了复杂载荷条件下保持架质心运动轨迹及频率幅值变化规律。理论分析与实测结果表明,随着转速和轴向载荷的增加,保持架质心运动轨迹由不规则形状趋于规则的圆形,且运动轨迹半径增加;而随着径向载荷和弯矩的增加,保持架质心运动轨迹由规则圆形涡动转变为不规则甚至混乱轨迹,运动稳定性变差,并且轨迹半径减小。基于所建立的角接触球轴承动力学模型进行了兜孔间隙和引导间隙对保持架运动的影响分析,并通过试验测试获得了不同引导间隙和兜孔间隙条件下保持架质心运动轨迹及频率幅值变化规律。理论分析与试验测试一致,结果表明,引导间隙与兜孔间隙直接影响保持架的运动。随着引导间隙增加,保持架质心运动逐渐由不规则运动转变为规则稳定的涡动;而随着兜孔间隙的增加,保持架涡动轨迹逐渐呈现复杂、不规则特征。通过观察试验后的保持架表面磨损状态,发现增加引导间隙及兜孔间隙可以降低保持架引导面的磨损。利用所建立的轴承保持架动力学模型,理论分析了保持架不平衡时保持架运动与磨损变化规律的内在联系,并通过试验获得了保持架带有附加不平衡时的运动以及磨损特征。结果表明,随着保持架附加不平衡质量的增加,保持架质心运动轨迹逐渐变得规则且轨迹半径增大,轴向及径向运动幅值特别是保持架频率对应的幅值逐渐增大,同时保持架引导面的磨损程度也随之增加。基于Lagrange能量法建立了考虑转子不平衡的转子-轴承系统的4自由度动力学模型,并将解析获得的转轴对支点随时间变化的作用力作为轴承的外负载,进一步分析了保持架的运动特性。通过对转子-轴承系统中轴承保持架运动的测试,获得了不同转子不平衡工况下的保持架质心运动轨迹、时域和频谱特征及其变化规律。结果表明,随着转子不平衡量的增加,保持架运动中内圈频率、保持架与内圈耦合频率对应的幅值呈增加趋势,保持架质心轨迹由规则圆形演变为混乱的不规则形状。本文建立了角接触球轴承的动力学模型,考虑了保持架不平衡影响,对保持架动力学特性分析更为合理与有效;突破了轴承本体与安装结构空间受限条件下的角接触球轴承保持架运动测试技术,实现了保持架的原位测试和多种复杂载荷条件下的保持架运动变化测试;开展理论分析和模型试验研究,获得了转速及负载、保持架间隙及自身的不平衡变化等对保持架运动的影响规律,以及转子系统不平衡对轴承保持架运动的影响规律。本文的研究工作为重大装备用滚动轴承的动力学分析、保持架运动性能的提高提供了理论支撑与技术参考。