为了满足国防工业的需要,预研制一种大型钛合金空心推力球轴承。本文采用大型有限元软件ANSYS对该轴承的接触问题进行了分析。通过本文的研究,为将来对更加复杂情况下的推力球轴承的有限元分析打下坚实的基础,为确定适合于空心推力球轴承的分析方法和设计准则做了初步的工作。本文采取从简单到复杂,理论研究与有限元分析相互验证的路线。首先从普通推力球轴承的接触入手,建立有限元模型,进行了有限元分析。然后将接触面尺寸、接触应力和形状等分析结果与Hertz接触理论推导公式计算的结果进行比较,证明施加的边界条件是正确的,建立的有限元模型是合理的。其次,建立起和所要分析的大型钛合金轴承相同尺寸的实心钢制轴承的参数化模型。计算该轴承的基本额定静载荷。通过有限元模型计算出,在基本额定静载荷作用下,滚动体和滚道的变形量。由基本额定静载荷的定义知道,此变形量也就是钛合金轴承的最大变形量。最后,通过修改钢制轴承的模型参数,分别得到大型钛合金实心和空心推力球轴承的有限元模型。通过比较该模型在轻、重两种载荷作用下的结果,发现空心推力球轴承的应力、应变规律。在此基础上,把有限元数值分析方法和优化理论结合,以空心滚动体的空心度为设计变量,以滚动体和滚道的最大变形量为状态变量,以滚动体的体积为优化目标,对空心滚动体的壁厚进行优化设计,得到一个合适的空心度值。本文得到的结论如下:1.当空心度小于50%时,空心和实心推力球轴承的应力和应变性能几乎没有区别。2.当空心度大于50%后,随着空心度值的不断增大,滚动体的变形量不断增大;最大Mises应力呈现先上升后下降再上升的变化规律。