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随着化石能源的消耗殆尽,风能作为一种清洁能源受到了世界各国的广泛关注,风力发电技术也取得了飞速的发展。主轴轴承是整个风力发电设备的核心部件,轴承质量的优劣直接决定了整台风机的性能。如今对风电轴承的研究主要集中于偏航、变桨和主轴轴承中的双列调心滚子轴承以及多排球轴承,鲜有涉及双列圆锥滚子轴承。随着风机功率的增大,越来越多的厂商将双列圆锥滚子轴承作为3MW及以上功率直驱型风机的主轴轴承,因此有必要对风机中的双列圆锥滚子轴承进行研究,为企业的设计、制造提供技术指导。本文以3MW直驱型风机中的双列圆锥滚子轴承为研究对象,建立了双列圆锥滚子轴承的分析模型,完成了极限载荷和等效载荷工况下主轴轴承内部接触载荷和接触应力分析：基于L-P理论计算了轴承整体疲劳寿命,研究了轴向游隙对轴承整体疲劳寿命的影响；完成了极限载荷下圆锥滚子的修型设计；利用Workbench对轴承模型进行了静力学分析；基于ISIGHT优化软件利用多岛遗传算法完成了主轴轴承的优化设计。具体研究如下：(1)阐述了风电主轴中常见的主轴轴承配置方式以及常用的主轴轴承类型,介绍了双列圆锥滚子轴承的主要结构参数以及轴承接触分析所需的Hertz线弹性接触理论和刚体空间运动中位姿与坐标变换的相关知识。(2)基于坐标向量运算,建立了五自由度的双列圆锥滚子轴承的拟静力学分析模型。将所建立的模型与现有的模型进行对比,证明了本模型的正确性以及相比于现有模型的优点。(3)将所建立的模型应用于3MW风电主轴轴承,对轴承静安全系数进行了校核；分析了极限载荷工况和等效载荷工况下轴承的内部载荷和接触应力分布状况；研究了倾覆力矩对于轴承载荷分布的影响；基于L-P疲劳寿命理论分析了等效载荷工况下轴向游隙对于轴承寿命的影响；对极限载荷下圆锥滚子进行了对数曲线修型设计；利用ANSYS/Workbench对主轴轴承进行了静力学分析。(4)基于ISIGHT多学科优化软件对主轴轴承进行了优化设计,利用试验设计模块分析了优化变量对目标函数的影响程度,利用多岛遗传算法对轴承寿命模型进行优化设计,优化后轴承寿命提高了79.36%。