风力发电机组主轴系主要包括主轴、主轴承、轴承座及密封定位零件。主轴系的功能是支撑叶轮,将扭矩载荷传递给齿轮箱或发电机,而将其它载荷传递给底座等支撑结构。主轴系的设计直接决定了传动链布局,进而影响整机的可靠性、可利用率、效率和成本。论文以风电机组主轴系为研究对象,对主轴系的结构特点、热特性和载荷进行了分析,完成两点支撑主轴系的设计,利用有限元法对该轴系进行了详细分析与研究。本课题的研究方法将对大型风电机组主轴系的自主开发工作起到指导作用,具有一定的工程参考价值。本文的主要工作内容如下：在调研了国内外主流风机的基础上,按照风电机组主传动系形式的不同,将主轴系划分为三点支撑、两点支撑、轮毂内主轴系、双轴主轴系等若干种结构形式,从经济性、可靠性、维护性、主轴承配置等角度对各种结构形式进行了分析和对比,发现相比于三点支撑主轴系,两点支撑主轴系更能满足机组大型化发展的要求。分析了主轴系的热特性,发现单个双列圆锥滚子轴承的配置比两个单列圆锥滚子轴承的配置具有更好的热稳定性。按照来源的不同,将主轴系的载荷分为叶轮重力载荷、空气动力学载荷和运行控制载荷,并对每种载荷来源进行了分析。完成某机组两点支撑轴系的方案设计。建立了轴承跨距与轴承成本的关系曲线；通过对载荷数据的处理,完成主轴承疲劳寿命和静强度的校核计算。通过耦合轴承内外滚道节点的有关自由度来模拟主轴承运动特性,通过合适的接触设置模拟主轴系各零部件的装配关系,最终建立主轴系有限元模型。对主轴在16种极限工况下的静强度和刚度进行了计算和分析。以GL规范为依据,根据多轴疲劳及Miner线性累积理论,建立主轴疲劳分析有限元模型,对主轴在20年内的疲劳损伤进行了计算。计算结果表明,主轴的应力危险点主要集中于轴肩、法兰圆角、行星架与主轴连接边缘处。