随着不可再生能源枯竭,清洁能源的利用得到政府支持。其中,风力发电机作为一种利用风能的发电装置正在迅速发展。近年,“中国制造2025”中“工业强基工程”的提出使核心基础零部件的理论研究成为国家重点支持的发展方向。风电锁紧装置和主轴承是风电机组主轴传动链关键基础件,其性能直接影响风电机组的正常运行。本文将以这两个基础件作为研究对象,进行风机主轴锁紧装置算法研究和主轴承选型设计。将风电锁紧装置等效为多层过盈圆筒,以单层过盈联接理论为基础,推导多层过盈联接过盈量与接触压力的矩阵表达式;在多层过盈联接理论基础上,考虑了离心效应和温度梯度对过盈量的影响,推导了多因素耦合下多层过盈联接接触压力和过盈量的矩阵表达式。通过ABAQUS有限元仿真,探究了离心效应和温度梯度对过盈量的影响,进一步验证了该函数表达式的准确性。结果表明:在两种影响因素下,除有限元模拟在结合面两端存在较大的应力集中,解析解与数值解基本吻合。对于风机主轴承选型设计,综合轴承类型和轴承布置形式特性评估,确定轴承研究类型。利用风机设计软件GH-Bladed计算出风机轮毂处疲劳载荷和极限载荷并统计风机全年运行工况。通过处理疲劳载荷得到等效疲劳载荷,带入主轴受力平衡方程求解出主轴轴承载荷。最后进行风机主轴承选型设计,计算并选出符合设计标准的轴承型号,形成完整的风机主轴承选型计算体系。通过有限元软件建立所选轴承三维模型,根据所求轴承极限载荷,进行静强度校核。结果表明,轴承承载区受力分布符合轴承接触理论,轴承最大接触应力小于轴承材料的屈服强度,轴承在服役过程中不会发生塑性变形。最后进行轴承疲劳性能分析。首先分析了风机主轴轴承疲劳失效形式,确定轴承内圈接触面为最易发生疲劳失效的区域。计算风机各工况下滚子与轴承内圈接触面的最大接触应力。通过修正得到轴承零件的S-N曲线,结合Miner线性累积损伤理论,得出轴承在各工况下最大应力对应的循环寿命和破坏寿命,最终计算出轴承总损伤值。结果表明,该轴承不会发生疲劳破坏,能够满足20年设计要求。