自润滑关节轴承以其结构简单、承载能力强等优点广泛应用在航空航天、舰船、机械等领域中。随着各领域的快速发展，自润滑关节轴承的工况环境越来越苛刻，如重载、高频、大扭矩。因此，急需改善其实验条件并提高其摩擦学性能。本文分别从自润滑关节轴承摩擦实验装置的设计、垫层的粘接工艺以及自润滑关节轴承挤压成型工艺等方面对现有的实验装置、自润滑关节轴承的性能进行优化。本文根据大中型自润滑关节轴承实际工况，设计了一种能够测试大中型自润滑关节轴承在转摆复合运动同时保持径向加载的状态下轴承摩擦转矩变化的实验装置。完成实验装置主体机械结构设计，主要包括摆动装置、加载结构。利用SolidWorks对实验装置进行建模，并用ADAMS对实验装置进行动力学分析。选择SK63室温快速固化环氧胶粘剂，采用正交实验的方法以及剥离强度实验确定最优粘接工艺，确定了最佳的粘接工艺：初步固化时间为50min，施加载荷为0.4MPa，加载时间为20min。以此作为自润滑关节轴承外圈内表面的球面粘接工艺数据基础。利用上述粘接工艺对编织物垫层与自润滑关节轴承外圈内表面进行粘接，并设计夹具进行剥离强度实验，得到的平均剥离强度为0.769N/mm，达到标准规定值0.35N/mm的2倍以上。为比较不同衬垫的摩擦性能，利用M200环块摩擦磨损实验机进行了垫层与45钢块之间的对磨实验，得到垫层摩擦性能并探讨了作用机理，从中选择出了摩擦性能较好的垫层。对自润滑关节轴承挤压成型工艺进行研究并设计挤压模具，利用有限元方法对挤压成型过程进行分析得到成型过程中外圈受力及变形情况并对挤压前外圈毛坯进行结构优化。