随着社会经济和科学技术的发展,大型旋转支承在机械、建筑等领域的应用越来越多,对其性能要求也越来越高。回转支承的传统方案是选用轴承式结构,但对于超大型支承采用轴承式结构存在加工精度高,制造难度大;体积巨大,整体不便与运输;安装调整困难,且损坏件不易维修更换等不足。本文结合天津市慈海桥摩天轮(总体方案)对大型旋转支承需要,提出了一种滚轮式支承方案,并对这种方案的具体结构及设计方法进行了系统研究。本文主要进行了以下工作:1.分析了慈海桥摩天轮(总体方案)对大型旋转支承的具体要求和产品生命周期中其他需要考虑的问题,提出“轴承式”和“滚轮式”两种设计方案,通过分析对比确定滚轮式支承方案为最终方案,并对滚轮式支承方案进行了详细结构设计。2.以重量最轻为优化设计目标,从工程要求、结构限制、强度等方面出发确定了多个约束条件,建立了优化设计模型,并应用Matlab软件进行了优化计算;最后进行了结构校核。3.运用有限元理论和ANSYS软件对滚轮式支承结构中的关键部件-支承外圈及滚轮支架进行了应力、应变分析,结果表明结构的刚度和强度是足够的。4.用ANSYS和赫兹公式同时对滚轮与支承外圈的接触应力进行了计算,验证了用有限元方法计算接触应力的实用性,也对用ANSYS计算其他接触问题提供了很好的借鉴。5.从摩天轮支承结构的应用要求出发,对支承结构的制造、安装提出了具体的精度要求。提出了保证两支承外圈同心度,径向尺寸和径向角度尺寸的调整方法。本文提出的滚轮式支承结构是针对慈海桥摩天轮(总体方案)提出的,但其结构及其所应用的设计方法对其他特大型回转支承的设计也具有重要参考价值。