本发明属于动力学建模技术领域，具体涉及一种滚动轴承系统非线性动力学模型的构建方法，该模型首先从滚动体与外圈之间的运动几何关系出发，根据滚动体与缺陷边缘和底部两种情况的接触量的不同，推导新的接触变形量公式，该公式中不再将滚动体看成一个质点，需要考虑滚动体的半径尺寸，再基于赫兹接触理论及动力学相关知识，构建2N_b个滚动体分别作用于内圈、外圈的x方向和y方向的总接触力公式和接触阻尼力公式，最终建立考虑了滚动体自由度、离心力、惯性力和质量的2N_b+6自由度非线性动力学微分方程组。本发明滚动轴承系统非线性动力学模型的构建方法为滚动轴承故障诊断和预测提供基础支撑，可防止因轴承故障引起重大事故发生，具有重要的实用价值。