一种万向轮疲劳试验装置由万向轮固定机构、路况模拟机构、定位机构、传动机构和机座组成，万向轮固定机构固定万向轮，定位机构与路况模拟机构对应设置，传动机构由减速马达、主轴、固定于主轴的第一主链轮组成，路况模拟机构为固定于机座的滚筒，并通过第一从链轮与第一主链轮实现传动，滚筒外周面形成凸部，便于滚筒靠近万向轮转动，实现模拟路况，路况模拟机构还可以为多个滚筒，设有多个万向轮固定机构并排固定于机座，多个万向轮固定机构分别设有多个该定位机构，机座并排设有多个传动螺杆，并分别驱动多个万向轮固定机构滑动，机座上的转轴与多个传动螺杆分别通过伞齿轮啮合，并通过传动机构驱动，实现多个该定位机构定位。