滾動(dòng)軸承試驗(yàn)機(jī)主軸系統(tǒng)分析及其CAD-CAE軟件開發(fā).pdf

1、軸承試驗(yàn)機(jī)是考核軸承性能、壽命等指標(biāo)的專用設(shè)備，主軸部件是試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵部件。目前軸承試驗(yàn)機(jī)還處于手工設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)計(jì)算量大、效率低，特別是高速軸承試驗(yàn)機(jī)主軸的動(dòng)態(tài)性能分析比較復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)方法已不能很好地滿足主軸部件的設(shè)計(jì)需求。本文以橋式軸承試驗(yàn)機(jī)為研究對(duì)象，研究試驗(yàn)機(jī)主軸部件的系列化設(shè)計(jì)方法;對(duì)主軸部件進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和動(dòng)態(tài)特性分析;研發(fā)橋式軸承試驗(yàn)機(jī)主軸部件的設(shè)計(jì)分析軟件。
　　（1）根據(jù)橋式軸承試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)，研究了其

2、主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的系列化設(shè)計(jì)方法；根據(jù)不同的試驗(yàn)軸承類型和試驗(yàn)工況，求解軸承的軸向載荷、徑向載荷和預(yù)期壽命；對(duì)選擇的陪試軸承類型，計(jì)算其額定動(dòng)載荷，并依此選取陪試軸承；最后參考系列化的試驗(yàn)機(jī)底座數(shù)據(jù)，完成主軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)。
　?。?）在靜力學(xué)和模態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論，分別建立了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，研發(fā)了分析模塊，實(shí)現(xiàn)了余弦分布載荷的加載和軸承單元的建立，解決了 ANSYS二次開發(fā)沒(méi)有返回值的不足。該模塊能

3、夠有效調(diào)用 ANSYS，自動(dòng)完成參數(shù)化建模、網(wǎng)格劃分、分析求解、生成云圖等功能。
　　（3）依據(jù)傳遞矩陣?yán)碚?，建立了試?yàn)機(jī)主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并將軸承剛度、軸承內(nèi)外圈與配合面的接觸剛度、軸段剪切效應(yīng)、回轉(zhuǎn)效應(yīng)和擺動(dòng)慣性及主軸附加零件等因素加入到傳遞矩陣中；研究了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速、主振型、不平衡響應(yīng)和動(dòng)態(tài)剛度的求解算法；采用逐步掃描和“擬黃金分割法”自動(dòng)切換的策略，進(jìn)行了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速精確解搜索和主振型計(jì)算，并對(duì)