鉴于风力发电机组主轴的复杂工作情况和疲劳断裂失效形式,提出一种基于表面强化技术的超声辅助滚压加工系统.首先基于运动合成原理,获得了滚轮接触线的运动轨迹特征,并应用ANSYS/LS-DYNA 软件分析了加工过程的特点.之后,基于一维振动理论、等效波长理论与牛顿迭代理论,推导并求解了复合变幅杆的频率方程,实现了该复合变幅杆的纵向振动.通过对该变幅杆进行有限元仿真分析与振动特性测试,结果表明二者相对设计频率的偏差仅在0.817% 以内.最后,通过对40Cr 主轴进行超声辅助滚压测试,获得了粗糙度Ra 0.085 m 和表面硬度32.2 HRC 的加工表面,较普通滚压加工粗糙度降低了69.1%,显微硬度提高了60%.