风力发电是应对环境污染和能源短缺的有效途径。随着全球风电装机容量快速增长,风力发电机组的可靠性问题越来越突出。变桨轴承作为风力发电机组变桨控制系统的核心部件,其失效损坏将影响整个风力发电机组的正常工作。因而,研究风电变桨轴承内部载荷分布和疲劳寿命的影响规律对提高风力发电机组的可靠性具有重要意义。本文就风电变桨轴承及其安装结构耦合系统建立合理的力学模型,研究了耦合系统各部分互相影响的规律,并从套圈的结构强度的角度进行了疲劳寿命分析。首先,从结构特点、安装特点及受力特点三方面对变桨系统进行介绍。针对变桨轴承及其安装结构耦合系统进行力学建模,研究了套圈变形和滚动体载荷分布的情况。对外部条件下变桨轴承及其安装结构变形情况进行具体分析。其次,研究了变桨轴承安装螺栓对轴承套圈承载能力的影响,具体分析了安装螺栓预紧力对滚动体载荷分布和安装螺栓载荷分布的变化规律,以及预紧力和安装螺栓数量对套圈结构变形的影响规律。结果表明随着预紧力增加滚动体所受最大载荷有所下降,安装螺栓载荷有所增加并且各个安装螺栓受载趋于均衡。再次,研究了变桨轴承表面硬化滚道对轴承承载能力的影响。在不考虑硬化层影响的情况下,进行有限元分析计算,并与理论计算值对比,验证其正确性。采用分层的方法模拟硬化层,根据硬化层厚度的变化,得出硬化层的变化对内部应力和轴承承载能力的影响,即硬化层厚度增加,轴承承载能力有所增加。最后,基于轴承套圈断裂失效的角度计算了套圈结构强度疲劳寿命。可以得到仅考虑套圈在外部载荷的反复作用下,致使套圈反复的弯折变形,该行为对套圈的一些部位尤为明显。同时在螺栓附近应力较为集中,综合导致套圈上一些螺栓附近的强度最为薄弱,与工程实际中出现的断裂相符。本文为变桨轴承的设计和生产提供了一定的理论支持。