油田抽油机是油田有杆抽油系统的地面驱动设备,其数量占油田采油设备总数的90%以上,其中由游梁式抽油机构成的有杆采油设备应用最广。横梁支撑部件是其关键部件之一,十字双轴横梁支撑结构在游梁式抽油机运用优势明显,接触疲劳是其横梁支撑轴的表面磨损重要因素,横梁支撑轴的磨损直接关系着抽油机的传动性能。因此,研究在正常工况下的横梁支撑轴的接触疲劳,对于提高游梁式抽油机的整机性能具有意义。本文以C－456D－305-144型游梁式抽油机为研究对象,通过试验研究探索其横梁支撑轴疲劳机理。首先,根据游梁式抽油机的结构和工作原理,建立了抽油机运动学和动力学模型,得到了作用于横梁支撑轴上的载荷作用规律,并结合失效轴的表面形貌,初步分析横梁支撑轴产生磨损的原因。其次,根据横梁支撑的具体结构,建立了滚针与横梁支撑轴接触的力学和数学模型,运用Ansys软件求解单个滚子接触模型,并将其用于求解横梁轴上的径向载荷分布,并得到作用于横梁支撑轴最大载荷处的滚针作用规律,为进一步进行实验研究提供依据。再次,依据横梁支撑轴载荷最大点处载荷的作用规律,对其载荷进行合理的简化,设计合理的载荷谱,并设计了合理的接触疲劳试验装置和实验,进行试验研究。最后,依据接触疲劳试验数据,获得不同硬度试块的疲劳硬化点和稳定点；对比分析同载荷作用次数下不同硬度样块接触疲劳处的形貌,得到了硬度对形貌的影响规律；并综合分析得到了横梁支撑轴的硬度对接触疲劳的影响,为进一步对游梁式抽油机横梁支撑轴的磨损机理研究提供了借鉴。