高速四點角接觸軸承耦聯(lián)支承軸系動態(tài)特性分析.pdf

1、滾動軸承是航空發(fā)動機重要零部件之一，其工作性能關(guān)系到航空發(fā)動機的安全性和可靠性。為了獲得滾動軸承在不同工況下的工作性能和可靠性，利用高速軸承試驗機對軸承性能進行評價是一種常用的手段。軸系作為軸承試驗機的重要旋轉(zhuǎn)部件，其動態(tài)特性直接影響試驗機的工作穩(wěn)定性和試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　本論文以高速軸承試驗機軸系為主要研究對象，建立了試驗機的三維模型，介紹了試驗機整體的主要機械結(jié)構(gòu)，并對加載裝置、機箱以及軸系的結(jié)構(gòu)特點、功能和工作原理進行了

2、描述。利用有限元方法研究了試驗機加載裝置和機箱的靜動態(tài)特性，得出了加載架的最大應(yīng)力均小于所選用材料的許用應(yīng)力，加載架與機箱的固有頻率大于軸系最高轉(zhuǎn)速時的固有頻率。
　　根據(jù)軸系的結(jié)構(gòu)和試驗工況，建立內(nèi)外主軸系統(tǒng)有限元模型，分別計算了角接觸球軸承的剛度和圓柱滾子軸承的剛度。分析了不同工況下的軸系靜態(tài)特性，探討了軸系的靜態(tài)特性和軸承徑向剛度對軸系應(yīng)力以及變形的影響。結(jié)果表明，不同工況下內(nèi)外軸系的最大應(yīng)力值小于所選用材料的許用應(yīng)力；軸承

3、徑向剛度的變化可使軸系變形量明顯改變，而對軸系的應(yīng)力沒有影響。
　　采用理論計算的方法，獲得軸系的一階固有頻率值為411Hz。通過建立耦聯(lián)軸系有限元模型，利用有限元分析了耦聯(lián)支承軸系的模態(tài)振型和固有頻率，討論了軸向預(yù)緊力、靜載荷以及轉(zhuǎn)速對軸系模態(tài)的影響。結(jié)果表明，有限元分析得出的一階固有頻率為359.68Hz；軸系固有頻率隨著軸向預(yù)緊力的變化而改變。當(dāng)軸承徑向剛度不變的情況下，轉(zhuǎn)速的增加可使軸系的固有頻率降低，說明了轉(zhuǎn)速對于軸系固