随着近些年能源短缺与经济社会发展之间矛盾的凸显,风电行业作为新能源行业的代表,已经步入发展的快车道。在中国,近五年来,风机容量已经从750KW等小型机组发展到1.5MW、3MW等中型和大型机组,并且个别公司已经研发出了6MW的机组。风力发电机运行条件恶劣,风机轴承作为风力发电机的重要部件,对其性能的测试尤其重要,因此需要开发一种测试风机轴承性能的设备——轴承试验机。本课题的任务是对3MW风力发电机轴承试验机关键部件的机械结构进行载荷分析和有限元分析,以满足测试风机轴承的要求。首先,本论文在大量收集相近设备的资料后,最终确定了轴承试验机的总体设计方案,并利用三维建模软件PRO/E对设备进行了实体建模。本轴承试验机采用双轴卧式结构,此结构不但能够两端加载,减小了设备的整体尺寸,而且安装试验轴承更加方便。其次,依据动量理论、叶素理论、动量—叶素理论以及风机载荷的计算方法,得出了主轴轴承、变浆轴承和偏航轴承的轴向力、径向力以及倾覆力矩的载荷情况。最后,为了轴承试验机关键部件的强度、刚度校核与优化设计,应用有限元分析软件对3MW风力发电机轴承试验机关键部件——轴承支架及左侧、右侧加载支架的强度和动力学特性进行分析。在分析中,对增加支架壁厚和增加梯形筋板两种方案进行了比较,对比两种方案的利弊,并根据计算结果进行强度校核,还得出其前6阶固有频率和对应的振型,为轴承试验机支架结构优化设计提供了理论依据。最终确定了满足静力学分析和模态分析要求的支架结构。