高速圓柱滾子軸承耦聯(lián)軸系設計、計算及仿真分析.pdf

1、雙轉(zhuǎn)子支承軸承是航空發(fā)動機中的關鍵軸承，該軸承內(nèi)外圈同時旋轉(zhuǎn)。為研究該軸承的性能，需要設計專用的試驗機完成。試驗機具有兩個獨立軸系驅(qū)動雙轉(zhuǎn)子圓柱滾子軸承的內(nèi)圈和外圈同向或反向高速旋轉(zhuǎn)。為保證試驗機正常工作，必須研究軸系的靜力學特性，保證其具有足夠的剛度和強度；必須研究軸系的橫向和扭轉(zhuǎn)振動特性，保證軸系能夠避免橫向共振和扭轉(zhuǎn)共振現(xiàn)象的發(fā)生；必須研究軸系的疲勞壽命，保證軸系的使用壽命。
　　本文以高速圓柱滾子軸承耦聯(lián)軸系為研究對象，對

2、耦聯(lián)軸系進行了三維實體建模，運用有限元分析軟件 ANSYS Workbench對兩個主軸分別進行有限元靜力學分析，獲得其應力應變相關數(shù)據(jù)，設計出滿足靜力學要求的耦聯(lián)軸系主軸；建立了耦聯(lián)軸系橫振系統(tǒng)動力學模型，并應用三維建模軟件UG對耦聯(lián)軸系進行實體建模，結合有限元仿真軟件 ANSYS Workbench對耦聯(lián)軸系進行了軸承預負荷條件下的模態(tài)分析，得到了單軸系和耦聯(lián)軸系的前四階橫振固有頻率及模態(tài)振型，并通過模態(tài)實驗進行了驗證；采用連續(xù)質(zhì)量

3、法對耦聯(lián)軸系模型進行離散化處理，建立了耦聯(lián)軸系扭振的動力學模型，運用三維建模軟件完成了耦聯(lián)軸系扭振系統(tǒng)各零部件的三維實體建模并進行了扭振模態(tài)分析，得到軸系兩種約束下的前四階扭振固有頻率及模態(tài)振型；最后在軸系靜力學計算的基礎上，對耦聯(lián)軸系主軸的疲勞壽命進行了預測。
　　試驗和實際運行結果表明，雙轉(zhuǎn)子圓柱滾子軸承試驗用的耦聯(lián)軸系的剛度、強度滿足使用要求，耦聯(lián)軸系的橫向及扭轉(zhuǎn)共振頻率分布比較合理，避開了主要試驗轉(zhuǎn)速，試驗機軸系能夠正常運