关节轴承广泛应用于飞机舱门、操纵系统等部位,轴承装配时受轴承座和轴颈部分形状和尺寸误差的影响,导致装配后的轴承游隙减小、摩擦力矩增大,影响轴承的使用性能。本文针对关节轴承的摩擦力矩控制问题,研究轴承装配时的轴承座座孔、轴颈尺寸选配方法,研制针对轴承装配时摩擦力矩在线测量的仪器。设计了模拟轴承装配状态的弹性夹具,通过有限元仿真软件对弹性锥套式、液压卡盘式夹具在模拟轴承装配时轴承和夹具的变形进行了分析,讨论了径向变形不均匀问题。针对液压胀紧式夹具分析了内部型腔受液压时弹性胀套和芯轴的变形情况,利用有限元仿真分析了夹具的型腔尺寸不同时夹具和轴承的径向变形情况,对夹具的型腔尺寸进行了优化设计。设计了具有测量数据曲线动态显示功能的力矩仪总体结构,对扭矩传感器中的弹性元件结构进行了优化设计。比较了轴承摩擦力矩测量时不同装夹方式对轴承本身变形的影响,确定了测量力矩时轴承的装夹方式,设计了适合不同尺寸的轴承装夹的阶梯式夹头。设计了力矩仪的数据采集模块,采用Arduino MEGA250作为核心控制器,制作了力矩仪的PCB板。开发了力矩数据采集仪的软件系统,包含力矩信号采集处理、数据曲线显示和数据管理功能,编制了基于Qt开发平台的电脑端数据管理软件。对所研制的力矩测量仪进行静态标定,并通过标定数据的曲线拟合,建立被测力矩值与传感器输出电压数字量的关系,对力矩仪的静态特性进行分析,论述了杠杆式标定法的误差来源。