滾動軸承試驗機主軸系統(tǒng)分析及其CAD-CAE軟件開發(fā).pdf

1、軸承試驗機是考核軸承性能、壽命等指標的專用設(shè)備，主軸部件是試驗機的關(guān)鍵部件。目前軸承試驗機還處于手工設(shè)計階段，設(shè)計計算量大、效率低，特別是高速軸承試驗機主軸的動態(tài)性能分析比較復(fù)雜，手工設(shè)計方法已不能很好地滿足主軸部件的設(shè)計需求。本文以橋式軸承試驗機為研究對象，研究試驗機主軸部件的系列化設(shè)計方法;對主軸部件進行靜力學分析、模態(tài)分析和動態(tài)特性分析;研發(fā)橋式軸承試驗機主軸部件的設(shè)計分析軟件。
　　（1）根據(jù)橋式軸承試驗機的特點，研究了其

2、主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的系列化設(shè)計方法；根據(jù)不同的試驗軸承類型和試驗工況，求解軸承的軸向載荷、徑向載荷和預(yù)期壽命；對選擇的陪試軸承類型，計算其額定動載荷，并依此選取陪試軸承；最后參考系列化的試驗機底座數(shù)據(jù)，完成主軸的參數(shù)化設(shè)計。
　?。?）在靜力學和模態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合轉(zhuǎn)子動力學理論，分別建立了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)靜力學和動力學模型，研發(fā)了分析模塊，實現(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)沒有返回值的不足。該模塊能

3、夠有效調(diào)用 ANSYS，自動完成參數(shù)化建模、網(wǎng)格劃分、分析求解、生成云圖等功能。
　?。?）依據(jù)傳遞矩陣理論，建立了試驗機主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學模型，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)和動態(tài)剛度的求解算法；采用逐步掃描和“擬黃金分割法”自動切換的策略，進行了主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速精確解搜索和主振型計算，并對