轴承是机械装备传动系统中的关键部件之一,其运行状态好坏将直接影响系统的可靠性和安全性。对轴承的运行状态进行有效监测,是避免因轴承故障造成灾难性后果的有效手段。基于嵌入式传感的智能轴承是近几年提出的一种自身具备在线监测能力的轴承。它在传统轴承基础上嵌入微小传感器与嵌入式微处理器,使轴承与微传感微处理单元有效结合成为一体,从而使轴承自身能够获取其故障特征以达到在线监测的目的。本文以深沟球轴承为对象,对智能轴承涉及的有限元结构分析、微传感器模块设计、信号无线传输等关键技术开展了研究,主要内容包括:1.为了确定开槽对轴承承载能力的影响,对开槽后轴承的结构进行了分析。首先应用Stribeck和赫兹接触理论建立了开槽后轴承外圈滚道的受力模型,其次建立了轴承外圈简化的有限元模型,对一系列不同开槽结构的有限元模型进行分析,确定了影响轴承承载能力的主要因素,为智能轴承的结构设计打下了基础;2.为采用微小传感与处理单元对轴承状态信号进行获取和传送,进行了硬件设计研究,确定了嵌入式微传感器模块的总体方案。根据模块所实现功能、微型化和低功耗等设计要求进行了选型分析,选择了传感器芯片LIS3L02AL和无线收发芯片nRF24E1,最后完成了微传感器模块的设计与研制;3.进行了相应的微传感器模块软件设计,包括发送端和接收端软件设计,其中发送端软件实现信号的A/D转换、处理及无线发送等功能,接收端软件实现信号接收、处理及与PC机之间的串口通信等功能;4.为评估嵌入式微传感器模块在轴承状态信号获取方面的性能,首先设计并搭建了轴承实验台,确定了实验方案,包括故障模拟、测点选择以及信号获取方式等;然后通过实验研究,对不同方式下获取的故障原始信号和信号的Hilbert-Huang变换一阶能量谱进行了对比分析,验证了嵌入式微传感器模块对轴承故障能够获取更加敏感的特征信号。