风力发电机偏航轴承结构庞大、参数复杂、工作条件特殊，目前尚无成熟的设计规范和依据，对风电偏航轴承设计方法进行深入研究具有重要的理论和现实意义。本文以承载能力强、疲劳寿命长和维修次数少为目标，通过理论计算对偏航轴承的结构形式和结构参数进行设计;通过建立有限元仿真模型，对其承载能力和疲劳寿命进行仿真研究;考虑到轴承性能实验的可行性，对结构形式相似的小型轴承进行类似的仿真分析和类比实验研究，间接验证了偏航轴承疲劳寿命仿真分析的正确性。　　基于经典轴承设计理论，针对风电轴承的载荷条件及工作环境，给出适合兆瓦级风机使用的偏航轴承结构形式及详细结构参数的设计方法，并对所设计的轴承进行动态寿命及静承载能力的分析计算。　　论文重点研究了偏航轴承内外圈沟曲率半径系数、接触角、轴向游隙等结构参数对轴承承载能力、疲劳寿命的影响。通过理论分析计算，获得了结构参数变化对轴承承载能力及疲劳寿命的影响规律和轴承结构参数的最佳取值范围，为实际偏航轴承设计及参数优化选择提供理论依据。　　建立了风电偏航轴承三维有限元仿真模型，应用典型联合载荷和边界条件，对不同沟曲率半径系数的轴承进行静力学接触分析，研究了轴承承载过程中接触应力、应变以及载荷与等效应变之间的相互关系，获得了轴承结构参数的最佳取值。　　建立了不同接触角和游隙的轴承疲劳寿命分析模型，分析了轴承疲劳安全因子与疲劳寿命之间的关系，对不同接触角和不同游隙的风电轴承进行了疲劳寿命仿真分析，获得了接触角以及游隙变化对轴承疲劳寿命的影响规律，确定了风电轴承的最佳接触角和游隙。　　考虑到国内兆瓦级偏航轴承的设计、分析及性能测试尚处于起步阶段，特别是对大型偏航轴承进行实验还存在一定困难，为此，选择结构类型与风电偏航轴承相似的小型轴承—QJ304四点接触球轴承，采用与偏航轴承相同的计算和仿真方法进行设计与分析。根据QJ304轴承结构尺寸，对轴承疲劳寿命进行理论计算，建立三维有限元仿真模型，并对其疲劳寿命、温度特性及动态性能进行分析，获得了小型轴承特性的理论分析结果。　　在此基础上，采用常速恒定载荷实验方法，对QJ304轴承进行了实验，通过检测轴承振动、温升及寿命信息，获得了轴承运行过程中温升及振动的变化规律。经过实验和仿真结果的对比分析，发现仿真分析结果能较好地反映轴承运行过程的真实情况，具有很好的适应性，从而间接验证了本文提出的风电轴承设计和分析方法的正确性，为风电轴承的设计和仿真分析提供了参考依据。