惯导轴承作为惯性导航系统中的重要组成元件,其摩擦力矩波动性和磨损性能直接影响陀螺仪测量的稳定性和精准性,从而影响整个导航系统的定位性能。然而,目前有关惯导轴承的研究主要集中在轴承的刚度、疲劳寿命、保持架动态特性等方面,有关摩擦磨损方面的研究很少。因此,本文以摩擦力矩和磨损寿命为研究目标对惯导轴承的动态特性进行研究具有非常重要的理论价值。为了研究惯导轴承的动态特性,本文基于滚动轴承动力学理论,建立了惯导轴承的动力学微分方程组以及摩擦力矩数学计算模型,采取高级程序设计语言C语言编写惯导轴承各元件之间的相互作用力子程序,通过预估-校正的GSTIFF(Gear stiff)变步长积分算法对惯导轴承的动力学微分方程组进行求解,并与根据磨损理论所建立的磨损模型相结合,完成惯导轴承的摩擦力矩波动性和磨损特性分析。本文是以某型号惯导轴承为研究目标,研究了惯导轴承结构参数、工况参数以及沟道表面加工质量对轴承摩擦与磨损特性的影响,并通过试验对比验证本文所建立的惯导轴承动力学分析模型的正确性。主要结论如下:1.过大和过小的轴向预紧力都将增加轴承摩擦力矩的波动性,轴承的磨损寿命随轴承预紧力的增大呈减小的趋势。因此,针对该型号惯导轴承,建议将轴承的轴向预紧力控制在7N~8N左右以降低摩擦力矩的幅值及波动性,同时保证轴承的精度寿命;2.过大的兜孔间隙和过小的引导间隙都将导致轴承总摩擦力矩以及保持架和钢球之间摩擦力矩的幅值及波动性的增加,同时会降低轴承的磨损寿命,因此在进行该型号惯导轴承设计时,若轴承的工况已确定,可以通过调整保持架间隙比的方式来降低轴承总摩擦力矩和波动性,同时保证轴承的精度寿命;3.当惯导轴承的沟道波纹度谐波峰值在91 10-×m~81 10-×m之间时,轴承的磨损寿命随着沟道波纹度谐波峰值的增大基本上保持不变;当轴承的沟道波纹度谐波峰值超过81 10-×m时,轴承的磨损寿命随着轴承的沟道波纹度谐波峰值的增大呈现出先增大后减小再增大的趋势;当沟道波纹度谐波峰值为71 10-×m时,惯导轴承的磨损寿命最大;当沟道波纹度谐波峰值为73 10-×m时,惯导轴承的磨损寿命最小,为了保证惯导轴承的磨损寿命,建议在轴承的加工过程中,把沟道波纹度的谐波峰值控制在71 10-×m以内;4.惯导轴承的磨损寿命随着轴承沟道表面粗糙度的增大而呈减小的趋势,因此建议在惯导轴承的加工过程中,在经济成本允许的情况下,适当的减小沟道表面的粗糙度,以提高惯导轴承的磨损寿命。