高速圓柱滾子軸承耦聯(lián)軸系設(shè)計(jì)、計(jì)算及仿真分析.pdf

1、雙轉(zhuǎn)子支承軸承是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵軸承，該軸承內(nèi)外圈同時(shí)旋轉(zhuǎn)。為研究該軸承的性能，需要設(shè)計(jì)專用的試驗(yàn)機(jī)完成。試驗(yàn)機(jī)具有兩個(gè)獨(dú)立軸系驅(qū)動(dòng)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(yàn)機(jī)正常工作，必須研究軸系的靜力學(xué)特性，保證其具有足夠的剛度和強(qiáng)度；必須研究軸系的橫向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)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(duì)象，對(duì)

2、耦聯(lián)軸系進(jìn)行了三維實(shí)體建模，運(yùn)用有限元分析軟件 ANSYS Workbench對(duì)兩個(gè)主軸分別進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析，獲得其應(yīng)力應(yīng)變相關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出滿足靜力學(xué)要求的耦聯(lián)軸系主軸；建立了耦聯(lián)軸系橫振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，并應(yīng)用三維建模軟件UG對(duì)耦聯(lián)軸系進(jìn)行實(shí)體建模，結(jié)合有限元仿真軟件 ANSYS Workbench對(duì)耦聯(lián)軸系進(jìn)行了軸承預(yù)負(fù)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(guò)模態(tài)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；采用連續(xù)質(zhì)量

3、法對(duì)耦聯(lián)軸系模型進(jìn)行離散化處理，建立了耦聯(lián)軸系扭振的動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)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(shí)體建模并進(jìn)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(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)耦聯(lián)軸系主軸的疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，雙轉(zhuǎn)子圓柱滾子軸承試驗(yàn)用的耦聯(lián)軸系的剛度、強(qiáng)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(kāi)了主要試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，試驗(yàn)機(jī)軸系能夠正常運(yùn)